摘要
铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）是兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium Sw.）多年生草本植物，在其种子萌发和幼苗生长需借助真菌的作用，和真菌形成典型的菌根共生关系。自然条件下，铁皮石斛主要生长在我国的西南与华南地区的高山峻岭、悬崖峭壁之间。由于生长环境严苛和过度采集，自然资源正逐渐枯竭，造成市场供应紧张，价格昂贵。为解决这一问题，全国着力于发展铁皮石斛产业，但栽培过程中仍存在品质不均的问题，可能与栽培方式、温度、气候、土壤条件等因素有关，已有诸多研究对此进行了探讨，但关于微生物在其中发挥影响的研究仍较少。以往研究多集中于铁皮石斛菌根真菌多样性种类、分布及其生物活性等方面，对根际微生物对铁皮石斛生长及品质影响相关研究少有报道。附生树种通过截流大气降雨为铁皮石斛生长提供养分，树干径流液作为微生物与铁皮石斛之间的重要媒介，其代谢物差异对铁皮石斛根际微生物的组成和活性可能产生直接影响，进而对铁皮石斛的生长及品质产生影响。本研究选取青冈、木荷和枫香作为铁皮石斛附生树种，通过检测不同附生树种对铁皮石斛根际微生物多样性和树干径流液代谢物的影响，测定不同附生树种下铁皮石斛的生长与品质，为铁皮石斛仿野生附生树种的选择提供了理论依据，深入揭示了根际微生物和树干径流液对铁皮石斛生长和品质的影响。主要研究结果如下： 1. 对不同附生树种根际外生细菌和真菌进行多样性分析，枫香树种的根际外生细菌OTU数量显著多于青冈和木荷，而木荷的真菌OTU数量略高于枫香和青冈，但差异不显著。不同树种对细菌和真菌多样性的影响各异，无树种在两者多样性上均占优势。在 3 种不同附生树种影响下，根际细菌丰富度和群落多样性显著高于根际真菌。细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)为主；真菌群落中以子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)为主。根际细菌与真菌在属水平下多呈协同作用，对铁皮石斛生长发育呈正向效应。基于 Tax4Fun 对细菌功能进行注释发现代谢通路主要以氨基酸代谢、碳水化合物代谢、辅因子和维生素的代谢为主，基于 FUNGuild 对真菌功能进行注释代谢通路主要由腐生营养型、病理营养型和共生营养型构成。 2.对不同附生树种的树干径流液离子浓度及代谢物差异进行分析，结果显示：与对照组相比，种植铁皮石斛的树干径流液离子浓度显著增高，其中木荷离子浓度最高，青冈次之，枫香最低。在不同树种中，枫香的矿质离子总量最大，其次为木荷，青冈最小。从矿质离子种类中，Fe离子含量最高，其次为Zn离子，Mg离子最低。通过代谢物分析可见，脂质和类脂分子、有机酸及其衍生物和有机杂环化合物为主要代谢物类型。进一步筛选得到85种显著差异代谢物，以脂质和类脂分子、有机氮化合物和有机酸及其衍生物为主。KEGG 数据库分析显示，这些差异显著代谢物主要富集到甘油磷脂代谢、类胆碱能突触、突触囊泡循环、味觉传导、β-丙氨酸代谢和 cAMP 信号通路等，且枫香和木荷树种富集程度较高，与青冈存在差异。 3. 不同附生树种铁皮石斛生长形态存在显著差异，附木荷的铁皮石斛茎长、单片叶长、茎节数和单条重均显著优于其他树种，且产量最高、含水量最低。多糖含量分析表明，附木荷生长铁皮石斛多糖含量显著高于附青冈和枫香。附木荷栽培的铁皮石斛在 17种矿质元素中，钙、镁、锂等 13种元素含量最高，表明其品质较优。综合来看，附木荷和枫香栽培下的铁皮石斛品质高于附青冈。 通过研究不同附生树种对铁皮石斛根际微生物多样性和树干径流液代谢物差异的影响，探究其对铁皮石斛生长及品质形成产生的作用，对铁皮石斛仿野生附生树种的选择以及促进生产高品质铁皮石斛，助推石斛产业高质量发展具有重要意义。
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