钾营养状况介导的油菜叶片生长及其对叶际微生物的影响

为探究钾营养介导下的油菜(Brassica napus)叶片生长对叶际微生物群落的影响,利用田间试验,设置0、30和180 kg K_2O·hm^(-2) 3个钾肥用量,分别定义为K0 (钾缺乏)、K30 (钾不足)和K180 (钾充足) 3个钾营养水平。在苗期,分别选取典型叶片测定其表型参数,并利用16S-RNA基因高通量测序测定油菜叶际微生物群落组成。结果表明,不同钾肥用量显著影响油菜叶片的钾含量,与K0相比,K30和K180处理钾含量分别提高66.7%和158.3%。不同钾营养状况下,油菜叶片结构和组分存在明显差异,叶片钾含量与叶面积及叶片可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉的含量呈显著正相关,而与叶片气孔密度呈显著负相关。钾肥施用显著影响油菜叶际微生物的多样性,与K0处理相比,施钾处理叶际微生物群落多样性指数显著升高,而K30和K180处理间无明显差异,但在群落的β多样性中,K30处理表现出更大的离散性。缺钾增加了油菜叶际变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,使得黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)细菌显著富集。施用钾肥后细菌共现网络变简单,但促进了高丰度物种与其它物种的相互作用。通过联合分析油菜叶表型性状与叶际细菌群落,发现叶片糖组分(可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉)、干物质重以及叶面积是影响叶际细菌群落以及优势物种的关键因素。综上表明,施钾影响油菜叶片的物质组成,调控油菜叶际微生物群落结构,充足的钾营造的叶片微生物组“稳态”可能是钾营养增强作物生物胁迫抗性的潜在途径。