论文标题：Characterization of microbial structure and function in the rhizosphere of Boehmeria nivea L.: A comparative study of volcanic cone and crater

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Jin Chen, Yiming Zhang, Qingchen Xiao, Boyan Wang, Zishan Li, Keqing Lin, Xiaowan Geng, Xiaoyu Li

发表时间：22 Mar 2024

DOI：10.1007/s42832-024-0259-x

微信链接：点击此处阅读微信文章

本研究选取安徽省女山火山苎麻（Boehmeria nivea L.）根际两种对比土壤（火山锥根际土和火山口根际土），利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了火山不同位点对苎麻根际土壤微生物的影响。结果表明，苎麻根际微生物群落在火山不同位点中呈现显著的变化，包括多样性、结构和功能的明显差异。与火山锥相比，火山口的真菌群落表现出更高的丰富度、多样性和均匀度。此外，细菌在苎麻根际中的丰度高于真菌。火山土壤中观察到更复杂的真菌网络结构，而细菌在火山土壤中的稳定性超过真菌。火山土壤对微生物群落多样性的塑造至关重要，并进一步影响了栖息在苎麻根际的微生物多样性。

火山喷发是重大的自然干扰事件，为研究其对土壤微生物的影响提供了宝贵的机会。然而，以往研究未曾比较过火山锥和火山口中苎麻（Boehmeria nivea L.）的根际微生物群落。为了填补这一空白，我们进行了一项全面的研究，利用Illumina MiSeq高通量测序技术比较了火山锥和火山口中苎麻的根际微生物群落。

本研究选取安徽省女山火山苎麻根际两种对比土壤，即火山锥根际土和火山口根际土，在火山锥和火山口位点建立了4个采样点，每个采样点的面积约为5 m × 5 m，间隔约50 m。从每个采样点，随机选择5株苎麻，按照既定方案采集土壤，形成复合土壤。在苎麻取样过程中，挖掘了根区（0~20 cm）内的土壤，并去除了不与根直接接触的松散附着土壤，以收集根际粘着土壤进行进一步分析。结果表明：在火山锥和火山口之间存在显著差异，其中苎麻火山口根际土的细菌群落多样性和均匀度指数明显高于火山锥根际土。与此同时，火山口环境中的土壤微生物群落丰富度也高于火山锥，这可能受到环境因素如温度、植被等的影响。此外，研究结果还揭示了火山锥和火山口在苎麻根际微生物群落的功能组成分布上的差异。火山锥中与碳水化合物代谢和核苷酸代谢相关的功能更普遍，而火山口中与植物病原体和外生菌根真菌相关的序列丰度增加。这些发现表明土壤微生物群落结构多样性和功能组成的变化可能是相互关联的，特别是在代谢功能方面。

另一方面，真菌群落对不同火山位点苎麻根际土壤中微生物群落响应的变化表现出更大的差异，占总方差比例更大。此外，真菌分类群之间的差异也更大，表明真菌群落对地理和环境的变化表现出更大的脆弱性。在火山口位点，微生物多样性对根际微生物多功能性具有不显著的影响；而在火山锥位点，α多样性对微生物多功能性具有显著正影响，而β多样性对微生物多功能性影响不显著。使用结构方程建模(SEM)方法解释变量之间的因果关系，强调了微生物多样性对土壤微生物群落多功能性的重要性。

这项研究为我们提供了对火山遗址土壤微生物群落结构和功能的全新视角，有助于更好地理解火山环境对土壤生态系统的影响。这些发现对于未来的土壤生态学研究和火山环境保护具有重要意义，为我们提供了更深入的洞察力和理解火山环境对土壤微生物群落的影响。

作者及团队介绍

陈金（第一作者），安徽农业大学副教授，硕士生导师。研究方向为微生物资源开发与利用，相关学术成果发表在iMeta、Catena、Environmental Pollution、Microbial Biotechnology等期刊。主持国家自然科学基金1项，担任iMeta、Exploration期刊青年编委。

张一鸣（第一作者），安徽农业大学2021级本科生，研究方向微生物与植物互作。

李晓玉（通讯作者），安徽农业大学教授，博士生导师。主要从事玉米等植物与微生物互作及抗逆遗传育种研究。先后主持国家自然科学基金项目3项，国家重点研发计划子课题2项，省级项目3项。以第一作者和通讯作者发表SCI论文30余篇，参与选育玉米新品种4个。

SEL虚拟专辑文章合集

土壤生物地球化学循环

14. 细菌和原生生物群落驱动枇杷园土壤养分循环和果实产量

13. 森林土壤微生物残体碳：空间格局和驱动因素的全球整合分析

12. 丰富物种携带的独特基因促进青藏高原生长季节CH4的排放速率

11. 土壤细菌群落的地理分布特征（中国）及其与土地类型和土壤有机碳含量的关联

10. 施氮和生物炭添加对土壤无机碳源CO2排放的影响

9. 侵蚀对中国东北黑土土壤微生物碳利用效率的影响

8. 生物炭和生物风化矿粉通过碱化土壤增强无机碳固存

7. 土壤微生物碳利用效率对气候变暖的响应

6. 长期增温对青藏高原土壤生态酶活性及初始微生物养分限制无影响

5. 氮添加对白羊草地群落中不同功能物种植物-土壤-微生物化学计量特征的影响

4. 土壤磷决定了退耕还林过程丰富和稀有细菌群落的独特构建策略

3. 不同施肥对稻田土壤氧氨氧化活性、丰度及群落组成的影响

2. 土壤总氮矿化的根际效应：整合分析

1. 水稻生育期二氧化碳升高和氮肥施用对收获后土壤团聚体中根际沉积碳去向的影响

土壤微生物生态学

17. 雪岳山土壤微生物共存网络及其随海拔的变化动态：生物和非生物因素对细菌和真菌共存网络形成的影响

16. 重新审视土壤真菌生物标志物和转换因子：磷脂脂肪酸、麦角固醇和 rDNA 拷贝数的种间差异

15. 施用猪粪的潮土比黑土和红土呈现出更高的抗生素耐药菌风险

14. 利用人工合成群落降低除草剂的使用

13. 高氮肥投入提高了稻田土壤微生物网络的复杂性

12. 不同芽孢杆菌菌株生长速率及抗氧化系统对酸胁迫的差异响应

11. 有机碳源多样性通过生态位调节激活土壤微生物群落功能

10. 相比化肥或有机肥单施，有机-无机配施建立了更稳定的土壤和根际微生物网络

9. 重新认识菌根：菌根真的如普遍认为的那样重要吗？

8. 土壤pH驱动紫金山小海拔尺度下土壤细菌群落的分异

7. 一平方米的土壤中生活着多少种细菌和古菌？

6. 土壤颗粒和水分相关因子驱动了锡林河流域河床-河漫滩-阶地连续体细菌群落的分异

5. 长期秸秆还田影响土壤细菌群落与硅形态相互转化的关系及提高水稻产量

4. 间作系统中丛枝菌根真菌的作用与变化

3. 细菌和真核生物群落的相互作用可能对对虾养殖池塘土壤生态系统的贡献

2. 不同农艺措施对根际和根区土壤细菌群落的影响

1. 植物通过根系分泌物招募假单孢菌协助抵抗地上部病原菌侵染

土壤污染与修复

13. 水稻根际微生物群落对镉污染土壤原位修复的响应差异

12. 脱硫石膏和三叶草种植对滨海盐渍枣园土壤及冬枣品质的影响研究

11. 长期覆盖农田土壤中塑料残膜的分布特征

10. 微塑料对水稻根际碳氮磷水解酶活性及其空间分布的影响

9. 黄土高原土壤微生物介导的酶促进了采后复垦人工林的次生演替

8. 结合宏基因组学评估消毒剂使用对土壤微生态的潜在风险

7. 新型生物炭物理结构和化学组成变化对水溶液中铜的吸附影响和机理研究

6. 重金属污染增加土壤微生物碳限制:来自生态酶化学计量学的证据

5. 两种水稻根系Cd胁迫响应的表型和代谢组学分析

4. 改性粉煤灰对Cd和Pb污染土壤的修复

3. 有机磷系阻燃剂在土壤-植物体系中的环境行为和生态效应

2. 性激素在水-土或沉积物体系中的吸附-解吸

1. 重金属污染土壤热固化修复再利用生态风险和人体健康风险评价方法体系构建

土壤动物及其生态功能

10. 免耕增加土壤微节肢动物丰度——基于全球尺度数据

9. 新引物可显著提高在土壤线虫群落宏条形码鉴定效果

8. 氮磷添加对大豆农田土壤线虫的影响

7. 低密度聚乙烯微塑料（LDPE）部分缓解重金属镉暴露对蚯蚓的生态毒理效应

6. 数据库和引物的选择对长白山不同植被土壤线虫群落组成的影响

5. 在微田间实验中施肥和杂草物种丰富度对土壤线虫群落影响

4. 植物资源输入对土壤线虫能量通量的影响受气候和植物资源类型的影响

3. 黑土农田区域和局域尺度蜘蛛、甲虫和蚂蚁的beta多样性分析

2. 纳米银在土壤动物食物链中积累和转移的潜在风险及对N元素传递的影响

1. 蚯蚓在长期免耕土壤中促进了根系来源碳向土壤大团聚体的累积

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

出版模式

快速出版：加速审稿，以CAP模式快速发表。

出版费用：免一切费用，包括审稿费、彩图费、出版印刷费等。

全文国内免费获取。

收 录

ESCI, SCOPUS, CSCD核心库, BIOSIS, Geobase, Biological Abstracts, Google Scholar等。

绿色通道

SEL优先快速发表高质量论文。如需快速抢发的优秀论文，可直接与编辑部联系SEL@pub.hep.cn，主编将亲自处理，文章投稿后两周内上线。

联系方式

期刊主页：

http://journal.hep.com.cn/sel

https://link.springer.com/journal/42832

投稿网址：

https://mc.manuscriptcentral.com/selett

编辑部：

电话：010-58556534

邮箱：SEL@pub.hep.cn