根腐病對多花黃精根際土壤真菌群落多樣性及結構的影響

摘 要：【目的】為多花黃精根腐病的綠色防控提供參考。【方法】以4 年生的健康、中度根腐病、嚴重根腐病的多花黃精的根際土壤為研究對象，采用第3 代PacBio 全長多樣性測序技術測定真菌群落結構及多樣性。【結果】隨患病程度加重，根際土壤pH 值、銨態氮含量、有效氮含量、有效磷含量、速效鉀含量總體呈現下降趨勢，在嚴重患病植株根際土壤中其數值顯著小于健康植株根際土壤。在患病植株根際土壤中真菌α 多樣性指數均呈現單峰變化規律，即先上升后降低，在中度患病植株根際土壤中達到最大，在嚴重患病植株根際土壤中最小。擔子菌門Basidiomycota、毛霉門Mucoromycota、子囊菌門Ascomycota 為優勢門，被孢霉屬Mortierella、鐮刀菌屬Fusarium、Saitozyma 為優勢屬。嚴重患病植株根際土壤中富集最多的真菌種Saitozyma podzolica 的相對豐度顯著高于健康和中度患病植株根際土壤，而健康植株根際土壤樣品中Fusarium oxysporum 明顯富集。在中度患病植株根際土壤中，種水平上Geminibasidium donsium、Mariannaea aquaticola、Penicillium arenicola 的相對豐度顯著更高。相關性分析結果表明，根際土壤pH 值與真菌群落α 多樣性指數顯著正相關。冗余分析結果表明，土壤pH 值和速效鉀含量影響多花黃精根際土壤真菌群落結構。【結論】根腐病原菌主導多花黃精根際微生物群落后，真菌多樣性急劇降低。根腐病顯著改變了多花黃精根際土壤真菌群落結構，其優勢類群相對豐度發生明顯變化。Saitozyma podzolica 和Fusarium oxysporum 可能是造成根部腐爛的潛在致病真菌。中度患病植株根際土壤中Geminibasidium donsium、Mariannaea aquaticola、Penicillium arenicola 的相對豐度顯著提高體現了根際真菌群落對初期根腐病干擾的迅速響應，這些菌種可能對抑制根腐病具有生防潛力，且這些特定類群的出現使得其真菌多樣性提高和群落結構明顯區別于其他樣品。根際土壤的pH 值和速效鉀含量是影響多花黃精根腐病和根際土壤真菌群落結構的重要因子。

關鍵詞：多花黃精；根腐病；根際土壤；高通量測序；真菌群落

中圖分類號：S606+.1 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2025）01—0212—11

多花黃精Polygonatum cyrtonema 是百合科多年生藥食同源草本植物，其功能性藥用成分主要包括多糖、黃酮、甾體、三萜皂苷、鐵、鋅等，具有補氣健脾、潤肺益腎、抗衰老、抗疲勞、調血脂、改善記憶力和增強免疫力等功效[1-2]。因此，多花黃精的根莖及其生物活性成分在藥用和食品開發方面具有廣闊的利用前景。中國南方地區，憑借其優越的自然地理條件和政策支持，黃精中藥材產業在數量和質量上得到了顯著提升，成為黃精的自然分布密集區和人工栽培主產區[3-4]。然而，黃精的林下生態栽培主要是利用根莖繁殖，其地下部分易受到根腐病原真菌感染。根腐病是一種極具破壞力的土傳病害，主要侵染根部，發病初期塊莖上會出現黑褐色病斑，隨著病情加重塊莖逐漸腐爛，遍布水漬狀病變并流膿發黑，葉片發黃變黑，植株自下而上逐漸枯萎直至死亡[5]。這種病害對多花黃精的根莖產量和市場供應穩定性構成了嚴重威脅。因此，深入研究根腐病的致病機制和探索有效的防治措施，對于保障多花黃精的產量和質量具有重要意義。

微生物作為土壤生態系統的關鍵組成部分，在土壤養分循環和能量傳遞過程中發揮著不可或缺的作用。植物根際土壤是指根系附近幾毫米范圍內明顯受根系活動影響的區域，是微生物- 土壤-根系相互作用的熱點區域[6]。根際是植物抵御病原體入侵的第一道防線，其在防御致病真菌方面具有重要作用，因此土傳病害的發生與根際土壤理化性質和微生物群落結構的關系受到長期關注[7]。植物在感染根腐病后，其生境會遭到破壞，表現為土壤逐漸酸化和有效養分含量降低[8-9]。楊珍等[10] 報道了微生物群落多樣性與真菌病害發生的關系，指出多樣性程度較高的根際微生物群體在抑制致病菌繁殖方面較單一化種群具有更強的生物防治功能，這是促進植物生長和維持土壤健康的普遍機制。此外，根際微生物群落失衡（潛在病原菌增加和有益菌減少）是導致作物根部感染病菌甚至腐爛的關鍵因素。研究人員已對多種塊莖或根莖植物的根腐病進行了鑒定，并分離出多種致病菌和生防菌[5，11]。Xiong 等[12] 采用IlluminaMiSeq 測序技術對土壤微生物群落進行了綜合研究，分析了細菌和真菌群落在抑制根腐病中的相對重要性，指出真菌群落在抑制香草蘭根腐病發展過程中可能起重要作用。然而，這些報道主要集中在健康或患病植株根際土壤的微生物群落，針對不同嚴重程度的根腐病的研究報道較少。目前尚不清楚多花黃精在不同患病程度下的根際土壤真菌群落結構及多樣性是否存在差異。

本研究中以4 年生的健康、中度根腐病、嚴重根腐病的多花黃精根際土壤為研究對象，采用第3 代PacBio 全長多樣性測序技術測定根際土壤真菌群落結構及多樣性，分析植株患病程度對根際土壤理化性質和真菌群落的影響，探究土壤中根腐病發生的潛在機制，并尋求高效綠色的防控措施，以推動黃精產業可持續發展。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究地點位于湖南省懷化市（27°65′N，109°93′E），土壤樣品均采集自懷化市鶴城區湖南特昌生態農業發展有限公司所屬的多花黃精種植基地。該地區近年來在林下經濟產業發展方面取得了顯著成效，廣泛種植的林下中藥材包括天麻、茯苓、黃精等[13-14]。研究區域屬于典型的亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫17.0 ℃，年平均降水量1 415.2 mm，海拔238 m，全年無霜期290 d。該區域土壤主要由板巖和頁巖發育而成，屬于排水良好的紅壤土。

1.2 樣品采集

2023 年7 月，在研究區的馬尾松林下對4 年生的多花黃精進行土壤采樣。選取未患病（WHB）、中度患病（ZHB）、嚴重患病（YHB）的3 塊黃精種植樣地，進行多點取樣。在每個樣地中心區域設置3 個樣方（呈“品”字形分布），樣方間相距10 m，共9 個樣方。采用五點取樣法收集植株根際土壤。在取樣前，先清除土壤表面的枯枝落葉，再將黃精塊根帶土取出，通過土壤黏附法收集根表面2 mm 范圍內的根際土壤。將每個樣方的5 個采樣點土樣混勻，形成一個復合樣品。所有土壤樣品均冷藏保存，并在24 h 內帶回實驗室。將土壤樣品過篩（孔徑2 mm）并混合均勻，再分為2 個子樣品。將第1 個子樣品存放在4 ℃冰箱中，用于測定土壤理化因子；將第2 個子樣品暫存在超低溫冰箱（-80 ℃）中，用于高通量測序分析。

1.3 試驗方法

1.3.1 根際土壤理化性質

土壤pH 值使用pH 計測定。銨態氮（NH4+-N）采用2 mol/L HCL 浸提，硝態氮（NO3--N）采用0.01 mol/L CaCl2 和1 mol/L H2SO4 浸提， 有效磷（AP） 采用0.03 mol/L NH4F 和0.025 mol/L HCL浸提，速效鉀（AK）采用1 mol/L CH3COONH4 浸提； 制成標準儲備液后， 按梯度稀釋， 其中NH4+-N、NO3--N、AP 含量用全自動間斷化學分析儀測定（AMS Smartchem200），AK 含量采用火焰光度計測定（FP640），有效氮（AN）含量為NH4+-N 和NO3--N 的總含量。

1.3.2 根際土壤微生物高通量測序

稱取0.5 g 冷凍土樣， 使用E.Z.N.A.? SoilDNA Kit 提取試劑盒完成基因組DNA 提取后，利用1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提的基因組DNA 的濃度和質量（100 V，電泳20 min）。采用引物ITS1F（5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′）和ITS4R（5′-CRGYTACCTTGTTACGACTT-3′）對ITS 區進行PCR 擴增。將同一樣品的PCR產物混合后用2% 瓊脂糖凝膠電泳檢測，使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒切膠回收PCR產物。最后將洗脫回收的產物送至上海凌恩生物科技有限公司，采用PacBio sequel IIe 平臺進行高通量測序。

1.4 數據分析

采用UPARSE 7.1 軟件將OTU（operationaltaxonomic unit，操作分類單元）序列按照98.65%的相似性閾值聚類，使用UCHIME 軟件鑒定并去除嵌合序列。在Unite ITS 真菌數據庫中注釋OTU序列并采用uclust 算法對其進行分類學分析，按不同分類水平統計樣品的真菌群落組成。

使用R 4.1.2 軟件進行數據統計分析。采用單因素方差分析探究根腐病患病程度對多花黃精根際土壤理化性質、真菌類群相對豐度和真菌多樣性的影響，數據均以“平均值± 標準誤”的形式呈現。采用非度量多維標度（non-metric multidimensionalscaling，NMDS）分析和UPGMA 聚類分析，并結合置換多元方差分析，進一步揭示不同根腐病患病程度樣品間真菌群落結構的差異。采用Pearson相關系數分析根際真菌多樣性和群落結構與土壤理化性質之間的關系。采用冗余分析和層次分割法研究影響真菌群落結構的土壤理化因子。

2 結果與分析

2.1 根腐病對多花黃精根際土壤理化性質的影響

對多花黃精健康株（WHB）、中度患病株（ZHB）、嚴重患病株（YHB）根際土壤理化性質進行測定，結果表明不同患病程度下多花黃精根際NO3--N 含量無顯著差異（P ＞ 0.05）（表1）。而AP、NH4+-N、AN、AK 的含量均呈現下降趨勢，即3 種患病程度植株按照根際土壤中的這些元素含量由高到低依次為WHB、ZHB、YHB，在健康植株根際土壤中其含量均顯著大于嚴重患病植株（P ＜ 0.05）。中度患病植株根際土壤的pH 值最大，嚴重患病植株根際土壤的pH 值顯著低于其他樣品。可見，在感染根腐病后，隨著病情加重，多花黃精根際土壤品質會改變，土壤逐漸酸化，土壤有效養分的含量降低。

2.2 根腐病對多花黃精根際土壤真菌的影響

2.2.1 對OTU 序列的影響

對3 組共9 份多花黃精根際土壤樣品進行高通量測序，結果表明每個樣品的真菌有效序列均超過50 000 條。在健康植株的根際土壤中檢測到真菌OTU 數量為2 095 ～ 2 773，在中度患病植株的根際土壤中為3 077 ～ 3 131，在嚴重患病植株的根際土壤中為1 661 ～ 2 395，表明在患病過程中多花黃精根際土壤真菌種類先增加后減少（表2）。所有根際土真菌測序覆蓋度均超過97%，說明真菌群落結構得到了良好反映，可以滿足后續數據分析。

根據物種注釋結果劃分，健康植株根際土壤樣品真菌分屬于8 門，298 ～ 328 屬，540 ～ 620 種；中度患病植株根際土壤樣品真菌分屬于7 門，351～390 屬，694 ～ 702 種；嚴重患病植株根際土壤樣品真菌分屬于5 ～ 8 門，199 ～ 273 屬，398 ～ 579 種。可見真菌屬和種的數量在中度患病植株根際土壤中最大，在嚴重患病植株根際土壤中最小，說明多花黃精在根腐病較輕時根際真菌種類更加豐富，隨患病程度加重根際真菌種類減少。

2.2.2 對α 多樣性指數的影響

Shannon-Wiener 和Simpson 指數常被用來描述土壤真菌的多樣性程度，Chao1 和Ace 指數則表示真菌物種豐富情況。通過比較α 多樣性指數，發現不同患病程度多花黃精的根際土壤真菌多樣性存在顯著差異（圖1）。根際土壤真菌的Shannon-Wiener、Simpson、Chao1 和Ace 指數均為在中度患病植株根際土壤樣品中最大，在嚴重患病植株根際土壤樣品中最小，即按照指數由大到小排序依次均為中度患病、健康、嚴重患病，且中度患病植株根際土壤樣品真菌α 多樣性指數均顯著高于嚴重患病植株根際土壤樣品（P ＜0.05），這與真菌OTU 數量、屬數量和種數量的變化趨勢一致。以上結果表明，多花黃精患上根腐病初期會提高寄主根際土壤真菌的多樣性程度，隨著病情加重，根際土壤真菌群落的豐富度和均勻度會顯著降低。

2.2.3 對群落結構的影響

健康、中度和嚴重患根腐病植株根際土壤真菌屬于9 門，其中優勢門為擔子菌門Basidiomycota（相對豐度19.80% ～ 38.93%）、毛霉門Mucoromycota（ 相對豐度10.90% ～ 38.40%）、子囊菌門Ascomycota（相對豐度22.03% ～ 50.13%）（圖2），待定真菌的相對豐度均小于0.5%。其中，健康和中度患病的植株根際土壤樣品中子囊菌門相對豐度均最大，且顯著高于嚴重患病植株根際土壤樣品（P ＜ 0.05）。嚴重患病植株根際土壤樣品中擔子菌門的相對豐度最大，顯著高于健康植株根際土壤樣品（P ＜ 0.05）。中度患病植株根際土壤樣品的毛霉門的相對豐度顯著小于健康和嚴重患病植株根際土壤樣品（P ＜ 0.05）。

從屬分類水平上看，所有根際土壤樣品中真菌共隸屬于648 屬，相對豐度在前20 位的真菌屬如圖3 所示。其中，健康植株根際土壤樣品的優勢菌屬主要有被孢霉屬Mortierella、鐮刀菌屬Fusarium、Saitozyma、瓶毛殼屬Lophotrichus、木霉屬Trichoderma、腐質霉屬Humicola， 相對豐度分別為30.46%、13.68%、13.60%、5.23%、3.69%、3.46%。中度患病植株根際土壤樣品的優勢屬主要有珊瑚菌屬Clavaria、Saitozyma、鐮刀菌屬、Geminibasidium、被孢霉屬、馬利亞霉屬Mariannaea， 相對豐度分別為11.25%、10.43%、9.43%、8.78%、8.48%、4.52%。嚴重患病植株根際土壤樣品的優勢屬主要有被孢霉屬、Saitozyma、鐮刀菌屬、木霉屬、Gemmina、角擔菌屬Ceratobasidium，相對豐度分別為37.91%、30.93%、5.51%、2.64%、2.08%、1.71%。病株和健康株根際土壤中真菌群落組成差異較為明顯。Saitozyma 在嚴重患病植株根際土壤的相對豐度顯著高于健康和中度患病植株根際土壤（P ＜0.05）。鐮刀菌屬在健康植株根際土壤中顯著富集（P ＜ 0.05），隨患病程度加重其相對豐度呈現下降趨勢。被孢霉屬在健康和嚴重患病植株根際土壤中占優勢，其相對豐度均超過30%。在中度患病植株根際土壤中，被孢霉屬和Saitozyma的相對豐度顯著低于嚴重患病植株； 而珊瑚菌屬、Geminibasidium、馬利亞霉屬、青霉屬Penicillium、樹粉孢屬Oidiodendron、Cladophialophora是患病植株根際土壤富集最多的6 屬（P ＜ 0.05），這些真菌屬在健康和嚴重患病植株根際土壤樣品中的相對豐度均較低。可見，在根腐病感染早期多花黃精根際土壤真菌多樣性的增加與一些特定真菌類群的出現具有一定的相關性。有益菌木霉屬的相對豐度在患病植株根際土壤樣品間無顯著差異，但在健康植株根際土壤樣品中的相對豐度仍高于患病植株根際土壤樣品。

從種分類水平上看，所有根際土壤樣品真菌共包含1 444 種，相對豐度在前20 位的真菌種如圖4 所示，其中健康植株根際土壤樣品中相對豐度較高的是Mortierella sp.（16.98%）、Saitozymapodzolica（13.48%）、Fusarium oxysporum（12.51%）、Lophotrichus sp.（5.23%）、Mortierella indohii（3.88%）。中度患病植株根際土壤樣品中相對豐度較高的是Saitozyma podzolica（10.43%）、Geminibasidium donsium（8.26%）、Fusariumoxysporum（7.95%）、Clavaria greletoides（5.30%）、Clavaria falcata（4.59%）。嚴重患病植株根際土壤樣品中相對豐度較高的有Saitozyma podzolica（30.78%）、Mortierella sp.（28.21%）、Fusariumoxysporum（4.77%）、Mortierella elongata（2.33%）、Mortierella humilis（2.28%）。在不同患病程度下多花黃精根際土壤真菌群落結構明顯存在差異。Saitozyma podzolica 和Mortierella sp. 在嚴重患病植株根際土壤樣品中富集，且Saitozyma podzolica的相對豐度顯著高于健康和中度患病植株根際土壤樣品（P ＜ 0.05）。Fusarium oxysporum 的相對豐度隨患病程度加重而降低，在嚴重患病植株根際土壤樣品中最小（P ＜ 0.05）。在中度患病植株根際土壤樣品中，Geminibasidium donsium、Clavaria greletoides、Clavaria falcata、Mariannaeaaquaticola、Aspergillus brasiliensis、Penicilliumarenicola 的相對豐度顯著大于健康和嚴重患病植株根際土壤樣品。

在屬水平對不同患病程度下根際土壤真菌群落結構進行NMDS 分析，基于Bray-curtis 距離測度來反映樣品間關系，如果樣品間距離相近，則表明群落組成相似。由圖5 可見，中度患病植株根際土壤真菌群落明顯遠離健康植株和嚴重患病植株根際土壤真菌群落，這說明患根腐病初期多花黃精根際土壤真菌群落結構已發生改變。

此外，置換多元方差分析結果也表明不同根腐病患病程度樣品間的真菌群落結構存在顯著差異（P ＜ 0.05）。從多花黃精9 個根際土壤樣品的UPGMA 聚類結果（圖6）可以看出，健康和嚴重患病植株根際土壤樣品距離較近，而與中度患病植株根際土壤樣品的距離相對較遠，表明均與中度患病植株根際土壤樣品真菌群落結構具有明顯差異。

2.3 多花黃精根際土壤理化性質與真菌群落的相關性

由圖7 可知，多花黃精根際土壤的真菌群落α 多樣性與土壤理化因子關系緊密。根際真菌Shannon-Wiener 指數、Simpson 指數與土壤pH 值強顯著正相關（P ＜ 0.01），Chao1 指數、Ace 指數與土壤pH 值顯著正相關（P ＜ 0.05）。可見多花黃精根際土壤中微生物多樣性受土壤pH 值調控。

由圖7可知，多花黃精根際真菌優勢屬與土壤理化特征密切相關。其中，被孢霉屬、Saitozyma 與土壤pH 值顯著負相關，青霉屬、Geminibasidium 與土壤pH 值顯著正相關（P ＜ 0.05）。腐質霉屬、瓶毛殼屬、Hormiactis 與AK 含量強顯著正相關（P ＜0.01）。鐮刀菌屬與NH4+-N 和AP 含量顯著正相關（P ＜ 0.05）。

冗余分析結果表明（圖8），在剔除存在共線性關系（VIF 值小于5）的變量后，剩下的5 個因素pH 值、NH4+-N 含量、NO3--N 含量、AP 含量、AK 含量共解釋了變異的32.1%。采用層次分割法分析，結果表明pH 值和AK 含量對多花黃精根際土壤真菌群落結構變化的解釋能力較強（P ＜ 0.01，P ＜ 0.05）。

3 結論與討論

隨患病程度加重，多花黃精根際土壤的pH值、AP 含量、NH4+-N 含量、AN 含量、AK 含量總體呈現下降趨勢，在嚴重根腐病植株根際土壤樣品中其數值顯著小于健康植株根際土壤樣品。患病植株根際土壤樣品真菌α 多樣性指數呈現單峰變化規律，即先上升后下降，在中度患病植株根際土壤樣品中達到最大值，在嚴重患病植株根際土壤樣品中最小，可見根腐病原菌主導根際微生物群落后，真菌多樣性急劇降低。植株根際土壤樣品真菌的擔子菌門Basidiomycota、毛霉門Mucoromycota、子囊菌門Ascomycota 為優勢門，被孢霉屬Mortierella、鐮刀菌屬Fusarium、Saitozyma 為優勢屬，根腐病的發生顯著改變了根際真菌的群落結構，其優勢類群相對豐度發生明顯變化。嚴重患病植株根際土壤樣品中富集最多的真菌種Saitozyma podzolica 的相對豐度顯著高于健康和中度患病植株根際土壤樣品，而健康植株根際土壤樣品中Fusarium oxysporum 明顯富集，這兩者可能是造成根部腐爛的潛在致病真菌。在中度患病植株根際土壤樣品中，種水平上Geminibasidium donsium、Mariannaea aquaticola、Penicillium arenicola 的相對豐度顯著更高，反映了根際土壤真菌群落對初期根腐病干擾的迅速響應，這些菌種可能對抑制根腐病具有生防潛力，且這些特定類群使得植株根際土壤樣品真菌多樣性提高，且群落結構明顯區別于其他患病植株根際土壤樣品，該研究結果對開發防治黃精根腐病的微生物菌劑有一定的參考價值。土壤理化性質影響根際真菌群落，根際土壤pH 值與真菌群落多樣性顯著正相關，揭示了pH 值和速效鉀是控制根際土壤真菌群落結構的重要因子。

植物和土壤關系緊密，例如植物可以通過根系分泌物改變土壤理化性質，而土壤肥力直接影響植物生長和發育[15-16]。據報道，植物土傳病害與土壤因子間相互作用[17]，根際環境是植物- 土壤-微生物互作的關鍵區域，探討植物病害與其根際土壤微環境的關系具有重要意義。本研究結果表明，不同患病程度多花黃精根際土壤理化性質差異明顯，具體表現為嚴重患病植株根際土壤較健康植株根際土壤具有更低的AP、NH4+-N、AN、AK 含量及pH 值。土壤pH 值的下降是導致多花黃精根腐病的因素之一，這可能歸因于植株患病后其土壤酸化改變了鐮刀菌屬的豐度，而鐮刀菌屬能誘導中藥材根腐病[8]。土壤氮、磷、鉀元素的動態平衡會直接影響植物的抗病性[18-19]。劉嘉灝[20] 報道，滇黃精的品質與土壤中NH4+-N 和AP的含量存在顯著相關性，這或許是由于氮對健康植株的光合反應有積極作用，而磷能刺激植物根系發育。此外，隨著患病程度的加重，植株根際土壤中AK 含量逐漸降低，中度和嚴重患病植株根際土壤樣品中AK 含量顯著低于對照，這與伍文憲等[17] 對十字花科作物根腫病的研究結果一致，這表明土壤鉀含量可能是土壤微生物群落變化及根腐病發生的重要影響因素。因此，防止土壤酸化，增施鉀肥，對于防治多花黃精根腐病有重要作用。

微生物多樣性作為植物生長和土壤健康的驅動因素，根際微生物群落是植物免受土傳病原體侵害的第一道防線[21]。一般來說，豐富的微生物群落組成具有更強的控制和減少病原體的能力[22-23]。本研究結果表明，隨著多花黃精根腐病程度加重，其根際土壤真菌OUT 數量、屬數量、Shannon-Wiener 指數、Simpson 指數、Chao1 指數和Ace 指數均呈現單峰變化趨勢，即先上升后降低，在中度患病植株根際土壤中其值達到最大，在嚴重患病植株根際土壤中最小，樣品間真菌多樣性存在顯著差異，該結果符合中度干擾假說[24]。該假說認為，在中等程度干擾下群落能保持較高的物種多樣性，干擾程度過低或過高均不利于物種共存。根腐病原體入侵是一種自然干擾，當其在根際環境中達到一定數量而侵染植株根系時，根際真菌多樣性可能因其介入而提高，是植物根際的防御響應表現。但致病菌群數量超過閾值時，會強烈抑制其他根際真菌，物種多樣性水平又急劇下降[25-26]。此外，本研究結果表明4 種根際土壤真菌群落α 多樣性指數均與土壤pH 值存在顯著正相關關系，這與Zhalnina 等[27] 報道的pH 值是土壤微生物群落多樣性的主要驅動力的結果一致。可能是由于土壤酸堿度通過改變微生物體內的pH 穩態或調節土壤養分有效性決定了微生物多樣性[28]。由此可見，多花黃精在感染根腐病原菌過程中，根際真菌多樣性由土壤pH 值調控。總之，本研究結果說明根腐病原菌主導根際微生物群落后，對土壤真菌作用明顯，導致真菌多樣性急劇降低，影響到植物生長和土壤健康。

微生物對土壤環境變化敏感，根際區域、作物種類、土壤養分、經營管理措施等因素會綜合影響土壤微生物群落[29-30]。當作物根部感染土壤病原體后，根際微生物類群也會產生不同程度的變化。鄭元仙等[31] 的研究結果表明，烤煙根腐病顯著影響了其根際微生態，導致病原菌茄病鐮刀菌Fusarium solani 大量繁殖，且生防真菌棘孢木霉Trichoderma asperellum 和青霉菌Penicilliumraperi 的相對豐度也顯著增加。本研究中微生物高通量測序結果表明，根腐病顯著改變了多花黃精根際土壤真菌群落結構，其優勢類群的相對豐度發生明顯變化。植株根際土壤樣品中擔子菌門、毛霉門、子囊菌門為優勢門，被孢霉屬、鐮刀菌屬、Saitozyma 為優勢屬，這與盧圣鄂等[9] 報道的多花黃精根際真菌群落構成類似。子囊菌門存在大量腐生真菌，能促進土壤有機質分解[17，32]。本研究結果也顯示，健康和中度患病植株根際土壤樣品中子囊菌門的相對豐度顯著高于嚴重患病植株根際土壤樣品，這說明植株患上根腐病后土壤養分循環過程可能也受到了干擾，隨著病情發展，整個植株干枯死亡。病株和健康植株根際土壤樣品中真菌群落組成差異較為明顯。嚴重患病植株根際土壤中富集最多的真菌屬是被孢霉屬和Saitozyma，最多的真菌種是Saitozyma podzolica、Mortierella sp.，且Saitozyma 和Saitozyma podzolica 的相對豐度顯著高于健康和中度患病植株根際土壤樣品，該真菌屬及該屬的真菌種在多花黃精根腐病加重后迅速大量繁殖，可能是造成根部腐爛的潛在致病真菌。但該結果與梁忠厚等[11] 報道的多花黃精根腐病原菌不一致，這可能歸因于同種藥材在不同種植地和生長階段的致病菌不同[33]。此外，健康植株根際土壤中鐮刀菌屬和Fusarium oxysporum 明顯富集，但有研究結果表明鐮刀菌屬及該屬的真菌種（F. oxysporum、F. solani、F. foetens、F. hostae）多為黃精根腐病的致病菌[11，34]，這表明多花黃精患病后該菌可能侵染根莖，從而導致根際土壤中鐮刀菌屬豐度顯著降低[20]。相較于健康和嚴重患病植株根際土壤樣品，在中度患病植株根際土壤樣品中，屬水平上的Geminibasidium、馬利亞霉屬、青霉屬、Cladophialophora 及種水平上的Geminibasidium donsium、Mariannaea aquaticola、Penicillium arenicola 的相對豐度均較高，體現了根際微生物群落對初期根腐病干擾的迅速響應。這些特定類群的出現使得真菌多樣性提高，且群落結構明顯區別于其他患病植株根際土壤樣品，且其防治植物土傳疾病的功能也見于其他報道[35-38]，這表明這些菌種可能對抑制根腐病具有生防潛力。總之，上述這些在多花黃精患病前后其相對豐度發生顯著變化的真菌屬和真菌種，或許與誘導多花黃精根腐病有關，其中可能存在病原菌和生防菌。

土壤理化性質能影響微生物生存，微生物群落結構的改變反映其對土壤環境變化的適應[6，39-40]。韓鳳等[8] 報道，土壤pH 值、AP 含量、AK 含量可改變多花黃精根際土中致病菌（鐮刀菌屬）的豐度。伍文憲等[17] 經研究發現，速效鉀和交換性鈣促使根際土壤真菌群落結構發生變化，鉀和鈣是影響十字花科作物根腫病和微生物群落的關鍵因素，這與本研究結果保持一致。真菌優勢屬與土壤理化因子的相關性分析結果表明，真菌群落和土壤pH 值、AK 含量、NH4+-N 含量、AP 含量具有顯著相關性。RDA 結果進一步說明，pH 值和AK 含量顯著影響了根際真菌群落結構。這暗示根際土壤的pH 值和AK 含量是控制多花黃精根腐病和根際土壤真菌群落結構的重要因子。pH 值作為影響霉菌孢子囊產生、萌發和菌絲生長的重要參數之一，根腐病原菌均須在適合的pH 范圍內生長繁殖。作物高效利用土壤鉀元素可促使地下部分生長良好，遏制致病菌生存并增強抗根腐病能力[41]。因此，采用土地經營管理措施合理改良土壤酸堿度及養分有效性，優化真菌群落結構，對今后在農業生產活動中防治多花黃精根腐病具有重要意義。

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[ 本文編校：聞 麗]

基金項目：湖南省科技攻關與創新專項（XLKY202337）。