《Frontiers in Microbiology》：Soil microbial communities in contrasting environments show a common core of species linked to Maytenus senegalensis shrubs
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本文研究了塞内加尔假黄杨（Maytenus senegalensis）在西班牙（干旱）和塞内加尔（相对湿润）两种对比环境中土壤微生物群落的结构与功能。研究发现，尽管两地气候和土壤差异显著，但灌木冠层下存在一组共同的核心微生物类群（包括原核生物Reyranella和真菌Auxarthron、Agaricus），这些类群在裸地土壤中缺失。功能分析表明，冠层下微生物群落更富集于氮循环（如硝化作用、固氮）和有机物分解过程，且能显著提高种子萌发率，体现了植物与微生物的协同进化及对环境的适应性机制。
引言
植物与土壤的相互作用是植物群落响应环境变化的核心环节，其中微生物通过调节养分循环、凋落物分解、种子萌发等关键过程，深刻影响植物性能与生态系统动态。植物可能通过根系分泌物和凋落物塑造其冠层下特定的微生物群落，甚至形成与物种相关的“核心微生物组”。本研究以分布跨度大、生态型多样的塞内加尔假黄杨为对象，探讨其在干旱（西班牙阿尔梅里亚）和相对湿润（塞内加尔达喀尔）两种对比环境中，是否存在共享的核心土壤微生物群落，以及该群落对种子萌发的反馈作用。
材料与方法
研究在西班牙和塞内加尔两地的塞内加尔假黄杨群落进行，分别采集冠层下和邻近裸地的土壤样品。通过定量PCR（qPCR）和Illumina MiSeq测序（16S rRNA基因V4-V5区和ITS2区）分析微生物丰度与群落结构。利用α多样性（Chao指数）和β多样性（Bray-Curtis相异度，PERMANOVA检验）比较群落差异。采用DESeq2进行差异丰度分析，并通过FAPROTAX和FUNGuild数据库推断微生物功能。种子萌发实验在两种土壤类型下进行，以评估微生物群落对萌发的影响。核心微生物组的判定采用严格标准：在两地所有冠层下土壤样本中均出现（100%出现率），且在裸地土壤中完全缺失。
结果
两地生境与微生物群落差异
西班牙站点气候更干冷，土壤有机质（OM）等养分含量在冠层下显著高于裸地。微生物数量（细菌、真菌）在冠层下土壤中更高，但仅西班牙的真菌数量差异显著。塞内加尔的微生物α多样性显著高于西班牙，但同一地点内冠层下与裸地的多样性无显著差异。β多样性分析显示，两地微生物群落结构显著分离，气候与土壤性质是主要驱动因素。
核心微生物组的发现
尽管群落结构差异显著，在冠层下土壤中鉴定出一组共享的核心微生物类群。在设定相对丰度阈值≥0.2%时，两地冠层下土壤共享5个原核生物属和7个真菌属。其中，原核生物属Reyranella以及真菌属Auxarthron和Agaricus在两地所有冠层下样本中均稳定存在，而在裸地中缺失，构成塞内加尔假黄杨的核心微生物组。
微生物功能特征
冠层下土壤的微生物功能显著富集于氮循环（如硝化作用、固氮、氨氧化）、几丁质降解和腐生营养，真菌群落中以腐生菌和地衣化菌为主。裸地土壤则以化能异养、甲基营养等简单化合物代谢及机会性病原菌为主。这表明冠层下形成了更稳定、功能活跃的微生物微环境。
种子萌发反馈
种子在冠层下土壤中的萌发率显著高于裸地土壤（38.27% vs. 19.40%），且塞内加尔土壤的萌发率总体高于西班牙。这表明本地微生物群落能通过改善土壤微环境（如促进养分矿化）为植物提供“家园优势”。
讨论
本研究证实，尽管环境差异巨大，塞内加尔假黄杨能通过筛选周围土壤微生物，形成一种特定的核心微生物群落，其中包含的类群可能参与养分活化（如Reyranella参与氮循环、Agaricus参与木质素降解）和抗逆过程。核心群落的功能一致性（如强化氮循环和分解作用）可能有助于宿主在贫瘠环境中的适应。种子萌发实验进一步验证了植物与本地微生物间存在的正向反馈，但这种协同进化关系在干旱胁迫下（西班牙）可能受到限制。该核心微生物组的发现为了解植物-微生物共进化及其对环境变化的响应提供了新视角，对理解生态系统稳定性和恢复力具有重要意义。
