土著土壤微生物多样性与尿素施用遗留效应相互作用，共同塑造一种形成表面膜的土壤接种剂的组成与表达

土壤微生物接种剂有望提高作物产量、增强农业可持续性并支持土壤修复，但在不同土壤条件下，其田间表现往往具有不可预测性。以蓝细菌为主导的土壤表面联合体（soil surface consortia, SSCs）为研究接种剂—土壤相互作用提供了一个易于操作的模型，因为其可见的表面生长使施用后的直接观察和取样成为可能。在本研究中，我们将以固氮蓝细菌Nostoc linckia为优势菌的SSC“DG1”引入到土壤微宇宙中，这些微宇宙在本地微生物组多样性（低多样性与高多样性）和尿素施肥历史（+urea与-urea）方面存在差异。我们采用16S rRNA基因测序和基因组分辨率宏转录组学来评估接种剂的定殖与功能发挥。本地微生物组多样性并不影响N. linckia的总基因表达，但DG1中的异养成员在高多样性土壤中表现出较低的表达水平。土壤多样性和尿素施肥历史驱动了DG1转录的广泛变化，并显著影响了N. linckia中关键碳、氮代谢基因的转录。施用尿素的高多样性土壤与光合作用、CAZyme以及氮循环基因转录增强相关，而未施用尿素的低多样性土壤则促进了固氮酶转录增加，并降低了碳、氮代谢相关转录。这些结果表明，接种剂的应用结果不仅取决于其是否成功定殖，还取决于土壤条件和土壤生物如何塑造其定殖后的功能发挥。

土壤微生物接种剂有望提高作物产量、增强农业可持续性并支持土壤修复，但在不同土壤条件下，其田间表现往往具有不可预测性。以蓝细菌为主导的土壤表面联合体（soil surface consortia, SSCs）为研究接种剂—土壤相互作用提供了一个易于操作的模型，因为其可见的表面生长使得施用后能够进行直接观察和取样。在本研究中，我们将以固氮蓝细菌链丝藻属物种 Nostoc linckia 为优势种的 SSC“DG1”引入到土壤微宇宙体系中，这些体系在原有微生物组多样性（低多样性 vs. 高多样性）和尿素施肥历史（+urea vs. -urea）方面存在差异。我们采用 16S rRNA 基因测序和基因组分辨率宏转录组学来评估接种剂的定殖及其功能发挥情况。原有微生物组多样性并不影响 N. linckia 的总基因表达，但 DG1 中的异养成员在高多样性土壤中表现出较低的表达水平。土壤多样性和尿素施肥历史驱动了 DG1 转录的广泛变化，并显著影响了 N. linckia 中与碳、氮代谢相关的关键基因转录。在施用尿素的高多样性土壤中，光合作用、CAZyme 以及氮循环基因的转录增加；而在未施用尿素的低多样性土壤中，固氮酶转录增加，同时碳和氮代谢相关转录降低。这些结果表明，接种剂的应用效果不仅取决于其是否成功定殖，还取决于土壤条件和土壤生物群落如何塑造其定殖后的功能发挥。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.08.730853v1?rss=1

🏷️ 土壤微生物多样性 蓝细菌接种剂 尿素施用遗留效应 宏转录组学 氮循环 土壤微生物互作