不同耕作方式对玉米种植系统中土壤及根内生真菌群落与多样性的影响

本研究通过两年田间试验（2019-2020），利用Illumina MiSeq测序分析安山土及玉米根系真菌群落结构，发现耕作方式与年际气候的交互作用显著影响真菌多样性及功能分群，土壤与根系群落分离稳定，揭示了耕作管理与气候变化共同调控地下真菌群落的机制。

　　

摘要

本研究探讨了两种耕作方式（旋耕和免耕）对日本安土壌（Andosols）中真菌群落结构及玉米根系中真菌多样性的影响。尽管土壤微生物在作物生产力中起着关键作用，但耕作对安土壌中真菌群落的具体影响仍不明确。我们在连续两年（2019–2020年）内分析了播种前土壤中的真菌群落以及玉米抽丝期的根系中的真菌群落。为了进行真菌群落分析，我们扩增了真菌rRNA基因的ITS2区域片段，并使用Illumina MiSeq扩增子测序技术对群落结构进行了表征。担子菌门（Basidiomycota）和子囊菌门（Ascomycota），以及诸如伞菌纲（Agaricomycetes）等优势类群，均表现出显著的耕作与年份交互作用。此外，包括Minimedusa polyspora和在内的多个物种对不同的耕作方式、年份和样本类型组合均表现出响应。功能类群的组成随耕作方式和年份的不同而变化，与丝状生长、木材分解和植物致病性相关的功能类群在土壤或根系不同区域表现出不同的主要效应或交互效应。主坐标分析（PCoA）表明，土壤真菌群落主要受年际变化的影响，而根内生真菌群落则同时受到耕作方式和耕作与年份交互作用的影响。无论处理方式或年份如何，土壤和根系中的真菌群落始终保持明显分离。综上所述，耕作方式和年际环境变化共同决定了本研究中的真菌多样性、群落结构及功能类群。虽然α多样性及根系真菌群落主要受耕作方式与年份交互作用的影响，但土壤与根系之间的差异保持稳定。这些结果强调了管理和年际气候变异性在调节地下真菌群落组成中的共同作用。