摘要
植物微生物组是植物的第二套基因组，在植物的叶部、根部以及周边的土壤中存在着丰富多样的微生物，这些微生物对植物的健康生长有重要的影响。生活在植物组织内部的微生物称为内生菌，植物内生菌具有帮助植物吸收营养元素、增强植物免疫力、抵御外界生物和非生物胁迫等重要功能。土壤是植物微生物的“种子库”，为植物提供微生物来源。因而，土壤微生物、植物微生物组、植物三者之间有着密切的联系，共同发挥作用来影响整个生态系统。因此，阐明草原优势植物与微生物的相互作用，对系统认知草原生态系统的结构、功能和保护有着重要意义。 中国北方草原是欧亚大陆草原的重要组成部分，约占我国国土面积的40％，主要分布在内蒙古高原、新疆及青藏高原。本研究利用扩增子高通量测序技术，以内蒙古草原、青藏高原高寒草甸多种草原优势植物为研究对象，包括羊草（Leymus chinensis）、无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、冷蒿（Artemisia selengensis）、大针茅（Stipa grandis）、火绒草（Leontopodium jacotianum）、青藏苔草（Carex moorcroftii）以及高山蒿草（Carex parvula），研究不同区域、不同优势植物以及不同样品类型（叶内、根内、非根际土壤）中微生物群落的组成、多样性以及重要的环境驱动因子。本研究主要得出了以下主要结论: (1)无论是原核微生物还是真菌，土壤、根内、叶内都在微生物结构、组成和α-多样性上表现出较大差异，体现了叶内、根内以及周边土壤各自独特的生态位; (2)根内、叶内微生物群落更相似，而与土壤微生物之间差异较大; (3)原核微生物和真菌群落结构的驱动因子不同，具体来说，土壤、根内、叶内原核微生物群落结构的分化受样品类型的影响较大，受植物类型的影响较小;而对于真菌，则受植物类型的影响较大; (4)相比于土壤理化因子，气候因子尤其是年均降水量(AMP)对植物相关微生物（叶内、根内）的影响更大，变形菌门、厚壁菌门、酸杆菌门、放线菌门等优势门随水分梯度而发生显著变化，体现了微生物群落对环境的适应性。 (5)微生物能够通过调节微生物群落的结构来响应气候变化，具体来说，土壤和根内通过放线菌门中的链霉菌属Streptomyces，而叶内则通过厚壁菌门中的芽孢杆菌属Bacillus丰度的显著增加而对干旱进行响应。 (6)草原土壤固氮菌主要以α-变形菌门为主，不同草原类型固氮菌群落存在显著性差异，并且pH是驱动草原土壤固氮菌群落分异最重要的环境因子。草原土壤固氮菌中存在少量高丰度OTU，它们对草地系统N固定可能起到重要的作用，主要包括慢生根瘤菌Bradyrhizobium、固氮螺菌Azospirillum等。
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