茶树品种根际微生物多样性及功能作用解析：基于高通量测序与功能菌株分离的研究

这篇综述通过高通量测序（NGS）和功能菌株分离技术，系统解析了五个茶树品种（如乌牛早、福鼎大白等）根际微生物群落多样性及其代谢功能差异，揭示了毛霉门（Mucoromycota）通过脂代谢途径促进茶树生长，并鉴定出沙雷氏菌（Serratia spp.）和肠杆菌（Enterobacter spp.）等产IAA（吲哚-3-乙酸）功能菌株的关键作用，为微生物辅助茶树栽培提供理论依据。

　　

引言

茶（Camellia sinensis）作为全球重要经济作物，其品质受根际微生物群落显著影响。近年研究表明，根际微生物通过共生关系参与养分矿化、胁迫抵抗及次生代谢调控，但不同茶树品种与微生物互作的机制尚不明确。本研究选取乌牛早（A）、福鼎大毫（B）、福云六号（C）、金萱（D）和福鼎大白（E）五个典型品种，结合宏基因组学和功能菌株分离，揭示微生物群落与茶树生长的关联。

材料与方法

土壤采样：在广西无公害茶园采集10年以上树龄茶树根际土壤，深度10-20 cm，液氮速冻保存。

DNA分析：使用E.Z.N.A.? Soil DNA Kit提取DNA，DNBSEQ-T7平台测序，经Fastp质控和MEGAHIT组装。

功能注释：通过eggNOG和KEGG数据库注释基因功能，COG分类及KEGG通路（如ABC转运体、双组分系统）富集分析。

代谢物检测：采用茚三酮法测游离氨基酸，Folin-Ciocalteu法测多酚，国标法测咖啡因。

结果

微生物群落差异：

• 细菌：酸杆菌门（Acidobacteriota）为优势菌群（D品种占比17.96%），候选门Rokubacteria在D中显著富集（8.15%）。

• 真菌：毛霉门（Mucoromycota）在A、B、C中占比75%，含Ambispora、Rhizophagus等属，而D、E中缺失。

功能通路关联：

• 毛霉门与脂代谢（r=0.999）、次级代谢产物合成（r=0.968）显著正相关，推测其通过脂质转化促进A、B、C生长。

• 酸杆菌门与核苷酸代谢（r=0.880）、磷酸戊糖途径（r=0.931）相关，可能参与D的碳固定和能量供应。

功能菌株筛选：

• A、B根际分离的沙雷氏菌（Serratia nematodiphila）和肠杆菌（Enterobacter quasihormaechei）产IAA能力最强（25.5 μg/mL），显著高于其他菌株。

代谢物差异：

• A、B芽梢游离氨基酸和咖啡因含量显著高于其他品种（p<0.05），多酚无显著差异。

讨论

毛霉门通过脂代谢调控茶树营养分配，而酸杆菌门可能驱动D品种的磷氮循环。沙雷氏菌和肠杆菌的高效IAA合成能力为微生物肥料开发提供候选菌株。未来需进一步解析微生物-茶树互作的分子机制，例如毛霉门如何影响茶树次级代谢产物的合成。

结论

本研究首次揭示茶树品种特异性根际微生物群落的功能分化，为定向调控茶园微生物群落、提升茶叶品质提供了科学依据。