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覆盖作物（CCs）被广泛用于改善土壤健康，但其物种特异性效应对微生物功能多样性和功能冗余的影响仍知之甚少。我们在一项田间试验中评估了田豌豆（Pisum sativum）、饲用萝卜（Raphanus sativus）和黑麦（Secale cereale）单作，以及三物种混播（3spp）和五物种混播（5spp）对根际细菌和真菌群落的影响。采用扩增子测序和预测功能谱分析评估了微生物多样性、群落组成、功能潜力和功能冗余（FR）。微生物α多样性在各处理间变化较小，但群落组成和预测功能谱显著受到覆盖作物类型的影响。3spp根际微生物组表现出最高的细菌FR、广泛的代谢能力以及更高的网络连通性，表明在所有处理中其功能稳定性有所增强。相比之下，5spp根际微生物组表现出较低的细菌FR和更广泛的功能耗减，这可能源于植物功能类型之间的失衡。单作处理表现出物种特异性模式，其中黑麦支持功能上更高效的群落，而萝卜则促进了更具竞争性的相互作用并降低了功能多样性。真菌群落与细菌群落的响应方式不同。尽管真菌分类群的变化有限，但其在不同处理间表现出更强的群落组成差异和更稳定的功能谱。值得注意的是，真菌FR在5spp根际微生物组中最高。总体而言，这些发现表明，决定根际微生物功能和功能冗余的关键在于平衡的植物功能组成，而非单纯更高的物种丰富度。功能组成平衡的混播提高了细菌冗余，而物种更多但功能失衡的混播并未持续增强微生物功能。
植物功能类型组成，而非物种多样性，塑造土壤微生物功能多样性与功能冗余 | bioRxiv
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植物功能类型组成，而非物种多样性，塑造土壤微生物功能多样性与功能冗余
Nichole Giani，Prabhsimran Singh，Vidya Suseela，Barbara J. Campbell
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.13.738212
Nichole Giani 1 克莱姆森大学；
Prabhsimran Singh 1 克莱姆森大学；
Vidya Suseela 2 克莱姆森大学生物科学系
Barbara J. Campbell 2 克莱姆森大学生物科学系
通讯作者： bcampb7{at}clemson.edu
摘要
封面作物（CCs）被广泛用于改善土壤健康，但其对微生物功能多样性和功能冗余的物种特异性影响仍缺乏充分认识。我们在一项田间试验中评估了豌豆（Pisum sativum）、饲用萝卜（Raphanus sativus）和黑麦（Secale cereale）单作，以及三物种混播（3spp）和五物种混播（5spp）对根际细菌和真菌群落的影响。采用扩增子测序和预测性功能谱分析，评估微生物多样性、群落组成、功能潜力和功能冗余（FR）。不同处理间微生物 α 多样性变化较小，但群落组成和预测功能谱受到封面作物身份的显著影响。3spp 根际微生物组表现出最高的细菌 FR、更广泛的代谢能力以及更强的网络连通性，表明其在所有处理中具有更高的功能稳定性。相比之下，5spp 根际微生物组表现出较低的细菌 FR 和更广泛的功能耗减，这可能是由于植物功能类型失衡所致。单作处理呈现出物种特异性模式，其中黑麦支持功能效率更高的群落，而萝卜则促进了更强的竞争性相互作用并降低了功能多样性。真菌群落与细菌群落的响应不同。尽管真菌分类组成的变化有限，但不同处理间其组成差异更为显著，且功能谱更为稳定。值得注意的是，真菌 FR 在 5spp 根际微生物组中最高。总体而言，这些发现表明，塑造根际微生物功能和功能冗余的关键在于平衡的植物功能组成，而不仅仅是更高的物种丰富度。平衡的混播促进了更高的细菌冗余，而物种更多但功能失衡的混播并未持续增强微生物功能。
版权
持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 保留所有权利。未经许可不得转载使用。
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发布于 2026 年 7 月 16 日。
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Nichole Giani，Prabhsimran Singh，Vidya Suseela，Barbara J. Campbell bioRxiv 2026.07.13.738212； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.13.738212
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Nichole Giani，Prabhsimran Singh，Vidya Suseela，Barbara J. Campbell bioRxiv 2026.07.13.738212； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.13.738212
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.13.738212v1?rss=1
🏷️ 覆盖作物 根际微生物 功能冗余 植物功能类型 土壤微生物多样性 群落组成