《Biotropica》：Soil Properties and Plant Species Identity Independently Influence Arbuscular Mycorrhizal Fungal Composition Across Lowland Tropical Forests
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本文通过巴拿马地区长期样地网络，揭示了土壤磷有效性（resin P）和旱季水分亏缺（DSD）与植物物种身份独立驱动丛枝菌根真菌（AMF）群落组成的生态规律。研究发现低磷土壤中植物-AMF网络呈现显著嵌套结构，表明养分有效性调控跨物种互作模式。该研究为解析热带森林植物-真菌互作对生态系统功能的贡献提供了关键理论基础。
引言
丛枝菌根真菌（AMF）作为陆地植物的专性共生体，通过交换土壤养分与植物光合产物深刻影响植物群落结构。在低地热带森林中，虽然已知植物分布受土壤养分有效性强烈调控，但关于AMF群落构建中生物因子（植物身份）与非生物因子（土壤属性）的相对重要性仍不明确。本研究利用巴拿马中部具有明确土壤性质图谱的长期样地网络，旨在解析土壤属性、空间距离、根系性状和植物物种身份对AMF群落组成的相对贡献，并探讨磷有效性梯度下植物-AMF网络结构的变化规律。
研究方法
研究选取9个1公顷样地，根据树脂提取磷（resin P）浓度划分为低磷（0.22–1.20 mg P kg?1）、中磷（2.97–8.44 mg P kg?1）和高磷（13.1–22.8 mg P kg?1）站点。从140棵树木（26个物种）采集细根样本，通过SSU rRNA基因扩增子测序（AMV4.5NF–AMDGR引物）获得AMF群落数据。利用距离基于冗余分析（db-RDA）和方差分解解析环境因子贡献，并通过网络分析（嵌套度、均匀度、特化度指数）比较不同磷站点植物-AMF互作模式。
结果发现
- 1.
群落组成特征：共鉴定1124个ASV（94个虚拟分类单元VT），以球囊霉科（Glomeraceae，84%）为主导。低磷站点存在101个指示ASV，显著多于高磷站点（65个），且仅1个ASV共享于高低磷站点。
- 2.
驱动因子解析：土壤属性（7.1%方差）与植物身份（6.7%方差）独立调控AMF组成，地理距离仅解释0.6%。土壤磷有效性、DSD、钙（Ca）和钾（K）是关键环境因子，而根系直径的影响与植物身份存在共线性。
- 3.
β多样性机制：沿磷梯度的群落更替以物种周转（βsim）为主导，嵌套性成分（βnes）贡献微弱。
- 4.
网络结构差异：低磷站点植物-AMF网络呈现显著嵌套性（加权NODF=31.31，p=0.036），而高磷站点无此特征。两站点均表现出高互作均匀度（0.86-0.88）和低特化度（H2′=0.10）。
讨论与展望
本研究证实热带森林AMF群落构建同时受生境过滤（土壤磷、水分胁迫）和植物身份的双重独立调控。低磷环境下嵌套网络的形成为“共生体介导的生态位分化”假说提供了证据：部分植物通过招募稀有AMF菌株提升磷获取效率，而通用型AMF维持基础互作网络。未来需结合AMF功能性状（如菌丝周转速率、磷转运效率）与植物碳分配策略，深入解析共生互作对热带森林物种共存及养分循环的调控机制。
结论
土壤属性与植物物种身份独立塑造低地热带森林AMF群落结构，磷有效性梯度通过驱动分类周转与网络重构影响植物-真菌互作模式。该研究为预测热带森林对全球变化的响应提供了地下生态互作的新视角。
