Microbiome | 研究揭示根部微生物组在支持沼泽植物健康和生产力方面的作用机制！

在局部规模，互花米草初级生产率的自下而上控制与氮（N）摄取动力学相关。研究显示低沉积物氧化还原电位和高硫化物浓度降低了互花米草根部能量状态，减少了植物吸收氮的可用能量。靠近大型潮汐的沉积物更频繁地供应氧气，交换沉积物营养物质，并氧化毒性代谢产物如硫化物。相反，沼泽内部的区域往往是停滞的，在其间沉降水中的有毒化合物。虽然土壤微生物在盐沼中起着重要的生物地球化学循环的作用，但对根部微生物组在支持沼泽植物宿主的健康和生产力方面的作用却知之甚少。

2022年3月1日，国际权威学术期刊Microbiome发表了美国佐治亚理工学院Joel Kostka教授团队的最新相关研究成果，题为The core root microbiome of Spartina alterniflora is predominated by sulfur-oxidizing and sulfate-reducing bacteria in Georgia salt marshes, USA的研究论文。

本研究利用地面植物生物量的原位梯度作为一个自然实验室，研究了乔治亚州两个岛在两个生长季节中交替出现的互花米草初级生产力、沉积物氧化还原电位和根际及根部微生物群落的生理生态之间的关系。在互花米草根部微生物群落中，发现原核生物阿尔法多样性明显下降、丰度增加、系统发育分散度增加、酶解有机物的速率明显提高，并且假定的硫氧化、硫酸盐还原和硝化原核生物的相对丰度与植物生产力相关。此外，这些功能微生物在交替出现的根际和根部核心微生物组中有很高的丰度。来自Candidatus Thiodiazotropha属的核心微生物组细菌，具有将S氧化与C和N固定结合起来的代谢潜力，被证明在互花米草的根部和根际中高度丰富。互花米草根部微生物群落由高度活跃和有竞争力的物种主导，它们利用氧化根际的可用碳底物。本研究提出了两种微生物介导的机制来刺激互花米草的初级生产力。(i) 增强的微生物活动补充了较高生物量的营养物质和终端电子受体；(ii) 根部和根际相关的原核生物将S氧化与C和N的固定结合起来，在根际解毒硫化物，同时可能将固定的C和N转移到宿主植物。

图. 互花米草微生物组的多样性和丰度

图. 假定硝化细菌的相对丰度

图. 互花米草根际和根部核心微生物的特性及相对丰度

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