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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

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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app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app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。

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Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与明升中国app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、土壤生物地球明升手机循环、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。

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