米卡尼亚细毛草（Mikania micrantha）的入侵通过酶的激活、微生物的招募以及化感作用调节，改变了根际氮循环的过程

《Microbiome》：Mikania micrantha invasion restructures rhizosphere nitrogen cycling through enzyme activation, microbial recruitment, and allelopathic regulation

入侵植物 Mikania micrantha 通过代谢调控、微生物群落富集及化感物质（如 epicatechin）分泌，显著改变土壤氮循环格局，其影响机制及生态优势在温室条件下得到验证。

　　

摘要

背景

植物入侵通过重塑养分循环过程，对陆地生态系统产生了深远影响。然而，像Mikania micrantha这样的入侵植物如何调节土壤氮（N）循环和微生物群落的机制尚未得到充分研究。此外，与本地同属植物的比较研究也非常有限，这限制了我们对这些效应是物种特异性策略还是属级特征的反应的理解。本研究利用宏基因组学和代谢组学分析相结合的方法，探讨了M. micrantha如何调节氮代谢途径和根际微生态。

结果

综合分析显示，M. micrantha在根际土壤中形成了独特的“总氮含量高而矿物氮含量低”的特征。宏基因组学分析显示，关键铵同化酶（包括谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶）的丰度显著增加，促进了NH??向有机氮库的转化。相比之下，编码硝酸盐还原酶和硝酸盐转运蛋白的基因相对丰度显著降低，限制了硝酸盐的吸收。Mikania micrantha还选择性地富集了固氮微生物（尤其是根瘤菌属）和促进植物生长的根际细菌（PGPR），从而增强了生物固氮能力。代谢组学分析进一步发现，入侵土壤中某些化感化合物的相对丰度较高，尤其是表儿茶素，它对硝化细菌具有抑制作用。与同属植物Mikania cordata相比，后者对土壤氮循环和微生物群落的影响较弱，M. micrantha采用了一种更全面的策略，整合了生化、微生物和代谢调控机制。

结论

这些发现表明，在温室控制条件下，M. micrantha通过一种多维策略重新配置了根际氮循环，该策略结合了生化调控、微生物招募和代谢产物介导的干扰，这可能为其在自然环境中的生态优势提供了潜在机制。

视频摘要

视频摘要