【摘 要】
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植物根茎叶可以介导地上地下生物的相互作用。地上植食性昆虫可能通过影响植物及其根系分泌物,从而影响地下菌根真菌定殖和根系微生物群落。然而,不同取食方式的昆虫如何影响菌根真菌定殖与根系微生物群落,尚不清晰。本文以豚草为研究对象,通过设置斜纹夜蛾和蚜虫取食处理,探究咀嚼式和刺吸式口器昆虫的取食对豚草丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）定殖和根系微生物群落（根内
【基金项目】
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国家自然科学基金联合基金重点项目（U21A20190）；
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植物根茎叶可以介导地上地下生物的相互作用。地上植食性昆虫可能通过影响植物及其根系分泌物,从而影响地下菌根真菌定殖和根系微生物群落。然而,不同取食方式的昆虫如何影响菌根真菌定殖与根系微生物群落,尚不清晰。本文以豚草为研究对象,通过设置斜纹夜蛾和蚜虫取食处理,探究咀嚼式和刺吸式口器昆虫的取食对豚草丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）定殖和根系微生物群落（根内与根际的AMF、细菌和真菌群落）的影响;通过收集、分析和添加昆虫取食后的豚草根系分泌物,研究昆虫取食影响豚草AMF定殖和根系微生物群落的机制。主要结果如下:（1）昆虫取食对豚草根系AMF的影响:豚草在受到斜纹夜蛾取食后AMF定殖率显著增加（平均增幅27.1%）,而在受到蚜虫取食后豚草AMF定殖率显著降低（平均降幅9.9%）。豚草在受到斜纹夜蛾取食后根内和根际AMF群落球囊霉属（Glomus）相对丰度增加（根际平均增幅4.3%,根内7.4%）;而在受到蚜虫取食后根内和根际AMF群落球囊霉属（Glomus）相对丰度降低（根际平均降幅16.0%,根内6.1%）。（2）昆虫取食对豚草生长和代谢的影响:斜纹夜蛾取食后豚草生物量显著降低,叶、根中总黄酮和总酚含量显著降低,根中可溶性糖含量显著降低,而蚜虫取后豚草生物量及总黄酮、总酚、可溶性糖含量变化均不显著。GC-MS测定结果显示,斜纹夜蛾取食后,豚草根中19种脂肪酸含量增加。（3）昆虫取食对豚草根系细菌和真菌群落的影响:斜纹夜蛾和蚜虫取食改变根系细菌和真菌群落组成,但不影响群落多样性。斜纹夜蛾和蚜虫取食后根际细菌群落变化不明显,而根内细菌群落发生变化:变形菌门（Proteobacteria）相对丰度增加（平均增幅24.5%和14.9%）,厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度降低（平均降幅19.7%和19.8%）。斜纹夜蛾和蚜虫取食后根际真菌群落变化不明显,而根内真菌群落发生变化:子囊菌门（Ascomycota）相对丰度增加（平均增幅25.6%和27.0%）,球囊菌门（Glomeromycota）相对丰度降低（平均降幅38.4%和20.8%）。（4）根系分泌物的介导作用:斜纹夜蛾取食导致豚草根系分泌物发生变化,添加斜纹夜蛾取食后的根系分泌物可以增加豚草AMF定殖率,改变根系微生物群落结构。代谢组学分析结果表明,斜纹夜蛾取食和未取食的根系分泌物存在显著差异,差异代谢物主要在黄酮类和二萜类代谢通路上。添加斜纹夜蛾取食后的豚草根系分泌物能显著增加豚草根系AMF定殖（增幅24.3%）。根内细菌群落拟杆菌门（Bacteroidota）相对丰度增加（增幅13.4%）,变形菌门（Proteobacteria）相对丰度降低（降幅14.6%）;根际细菌群落变形菌门（Proteobacteria）相对丰度稍有增加（增幅5.2%）,厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度降低（降幅10.4%）。根内真菌群落子囊菌门（Ascomycota）相对丰度增加（增幅36.8%）,球囊菌门（Glomeromycota）相对丰度降低（降幅38.1%）;根际真菌群落子囊菌门（Ascomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）相对丰度增加（增幅分别为5.1%和7.7%）,担子菌门（Basidiomycota）相对丰度降低（降幅15.3%）。以上结果表明,咀嚼式口器昆虫斜纹夜蛾和刺吸式口器昆虫蚜虫可以不同的影响豚草丛枝菌根真菌定殖和根系微生物群落,且这种影响可能通过根脂肪酸和根系分泌物介导。本研究初步探索了地上昆虫对地下微生物的影响机制,有助于解析地上-地下生物多样性关联机制。
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