摘""要：火龍果的生長發(fā)育與根際微生物密切相關(guān)，但對火龍果生產(chǎn)周期中根際微生物的季節(jié)性特征缺乏了解。本研究以海南紅心火龍果為研究對象，采用高通量測序技術(shù)探討火龍果根際微生物群落在不同季節(jié)的動態(tài)變化，以及微生物群落與土壤理化因子的相關(guān)性。結(jié)果表明：火龍果根際微生物群落豐富度和多樣性受季節(jié)驅(qū)動，各季節(jié)微生物群落的Ace指數(shù)、Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)存在一定差異，特別是在秋季呈上升趨勢。從火龍果四季采集的12個根際樣品中共獲得6132個細(xì)菌OTUs和1850個真菌OTUs。其中，細(xì)菌分別隸屬于43門、135綱、319目、502科和963屬；真菌分別隸屬于15門、42綱、103目、214科和423屬。厚壁菌門（Firmicutes）、放線菌門（Actinobacteria）和變形菌門（Proteobacteria）的相對豐度在四季中穩(wěn)定且占據(jù)前三，為優(yōu)勢細(xì)菌門。芽孢桿菌屬（Bacillus）相對豐度在整個細(xì)菌群落中一直保持最高，為優(yōu)勢細(xì)菌屬，但春、冬季的相對豐度明顯高于夏、秋季。子囊菌門（Ascomycota）為火龍果根際的優(yōu)勢真菌門，毛殼菌屬（Chaetomium）為優(yōu)勢菌屬，且春季的相對豐度遠(yuǎn)高于其他季節(jié)。差異物種分析顯示，四季中細(xì)菌共產(chǎn)生了15個差異物種，真菌產(chǎn)生了3個差異物種?；瘕埞H土壤理化因子季節(jié)變化明顯，且與根際微生物群落密切相關(guān)。FAPROTAX預(yù)測顯示火龍果根際細(xì)菌主要表現(xiàn)為化能異養(yǎng)、好氧化能異養(yǎng)、尿素水解、硝酸鹽還原、纖維素水解、固氮作用、芳香族有機(jī)物降解以及人畜致病性等功能；FUNGuild預(yù)測顯示火龍果根際真菌主要表現(xiàn)為腐生生存和某些未知功能等。本研究結(jié)果顯示海南紅心火龍果根際微生物群落結(jié)構(gòu)在四季發(fā)生顯著變化，秋季具有最高的多樣性和豐富度，芽孢桿菌屬和毛殼菌屬分別是根際的優(yōu)勢細(xì)菌屬和優(yōu)勢真菌屬。研究結(jié)果可為基于根際微生物的火龍果栽培改良措施的設(shè)計提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火龍果；根際微生物；多樣性；季節(jié)變化中圖分類號：S154.3；S667.9""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Seasonal"Characteristics"of"Rhizosphere"Microbial"Communities"in"Red"Pitaya"in"Hainan

YANG"Yuxin1，"ZHU"Ji1，"HUANG"Shengnan2，"TANG"Yingzhi3，"CONG"Xinli1*，"HUANG"Xiaolong1*

1."College"of"Life"and"Health"Sciences，"Hainan"University，"Haikou，"Hainan"570228，"China;"2."Haikou"Customs"Technical"Center，"Haikou，"Hainan"570311，"China;"3."Hainan"Shangling"Agricultural"Technology"Co.，"Ltd.，"Changjiang，"Hainan"572700，"China

Abstract："The"growth"and"development"of"pitaya"are"closely"associated"with"the"rhizosphere"microbiome，"yet"there"is"a"lack"of"understanding"regarding"the"seasonal"characteristics"of"the"microorganisms"during"the"fruit’s"production"cycle."This"study"focused"on"the"red-fleshed"pitaya"in"Hainan，"utilizing"high-throughput"sequencing"technology"to"investigate"the"dynamics"of"the"rhizosphere"microbial"community"across"different"seasons"and"its"correlation"with"soil"physicochemical"factors."The"results"indicated"that"the"richness"and"diversity"of"the"pitaya"rhizosphere"microbial"community"were"seasonally"driven."There"were"significant"differences"in"the"Ace"index，"Chao1"index，"Shannon"index，"and"Simpson"index"among"the"microbial"communities"across"seasons，"particularly"showing"an"increasing"trend"in"autumn."A"total"of"6132"bacterial"OTUs"and"1850"fungal"OTUs"were"obtained"from"12"rhizosphere"samples"collected"throughout"the"four"seasons."Bacterial"OTUs"were"classified"into"43"phyla，"135"classes，"319"orders，"502"families，"and"963"genera，"while"fungal"OTUs"were"classified"into"15"phyla，"42"classes，"103"orders，"214"families，"and"423"genera."The"phyla"Firmicutes，"Actinobacteria，"and"Proteobacteria"showed"stable"and"dominant"relative"abundances"across"the"four"seasons，"making"them"the"predominant"bacterial"phyla."The"genus"Bacillus"maintained"the"highest"relative"abundance"within"the"bacterial"community，"making"it"the"dominant"bacterial"genus;"however，"its"relative"abundance"was"significantly"higher"in"spring"and"winter"compared"to"summer"and"autumn."The"phylum"Ascomycota"was"the"dominant"fungal"phylum"in"the"pitaya"rhizosphere."The"genus"Chaetomium"was"the"dominant"fungal"genus，"with"a"notably"higher"relative"abundance"in"spring"compared"to"other"seasons."Differential"species"analysis"revealed"15"bacterial"differential"species"and"3"fungal"differential"species"across"the"four"seasons."The"physicochemical"properties"of"the"pitaya"rhizosphere"soil"showed"significant"seasonal"variation"and"were"closely"related"to"the"rhizosphere"microbial"community."FAPROTAX"predictions"indicated"that"the"pitaya"rhizosphere"bacteria"primarily"exhibited"functions"such"as"chemoheterotrophy，"aerobic"chemoheterotrophy，"ureolysis，"nitrate"reduction，"cellulolysis，"nitrogen"fixation，"aromatic"compound"degradation"and"animal"parasites"or"symbionts."FUNguild"predictions"showed"that"the"pitaya"rhizosphere"fungi"mainly"displayed"saprotrophic"lifestyles"and"some"unknown"functions."In"summary，"this"study"demonstrated"that"the"structure"of"the"rhizosphere"microbial"community"associated"with"red-fleshed"pitaya"in"Hainan"undergoes"significant"changes"across"the"four"seasons，"with"the"highest"diversity"and"richness"observed"in"the"fall."Bacillus"and"Chaetomium"were"identified"as"the"dominant"bacterial"and"fungal"genera"in"the"rhizosphere，"respectively."The"findings"could"provide"a"theoretical"basis"for"designing"cultivation"improvement"measures"based"on"rhizosphere"microbiota"for"pitaya.

Keywords："pitaya;"rhizospheric"microorganism;"diversity;"seasonal"change

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2024.12.018

火龍果（Hylocereus"undulatus）屬仙人掌科（Cactaceae）量天尺屬（Hylocereus）的多年生常綠藤本漿果類果樹，是一種典型的熱帶水果[1]。目前，我國火龍果的種植面積已經(jīng)超過百萬畝，已成為全球火龍果第一大生產(chǎn)國[2]。海南屬典型的熱帶海洋性季風(fēng)氣候，具備周年生產(chǎn)火龍果的天然優(yōu)勢，是火龍果生產(chǎn)的最佳種植區(qū)。當(dāng)前海南火龍果種植面積超過104"hm2，年產(chǎn)量達(dá)60萬t，是國內(nèi)火龍果的主要生產(chǎn)地之一[3]。

植物根際指根系周圍并受根系生長影響的土壤微環(huán)境，存在大量的微生物類群，并與植物建立互惠共生的關(guān)系[4]。一方面根系沉積物和分泌物影響根際微生物群落的組成，另一方面根際微生物的生命活動也影響植物的生長和健康[5]。根際微生物與宿主植物的相互影響因素已有廣泛研究，但根際微生物對氣候季節(jié)變化的響應(yīng)機(jī)制卻報道甚少。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物根際微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能經(jīng)常受季節(jié)變化的影響，這種影響主要通過土壤溫度、濕度和養(yǎng)分等環(huán)境因子的變化來實現(xiàn)，進(jìn)而影響微生物的生命活動和代謝過程[6]。在不同季節(jié)間，根際微生物的多樣性和豐度存在顯著差異，冬季由于溫度較低，微生物的代謝活動減緩，相對豐度降低；而夏季由于溫度升高和降水增加，微生物的代謝活動增強(qiáng)，微生物多樣性有所提高，尤其是那些與水分、溫度密切相關(guān)的微生物類群[7]。季節(jié)變化也會導(dǎo)致根際微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，一些對特定環(huán)境條件敏感的微生物類群可能在某些季節(jié)中占據(jù)優(yōu)勢，而其他類群則可能減少，這與不同季節(jié)土壤環(huán)境因子的變化有關(guān)[8]。根際微生物的功能也隨季節(jié)變化而變化，冬季可能更有利于發(fā)酵過程的發(fā)生，而夏季則可能更有利于固氮過程，此外，根際微生物參與的生化過程，如化能異養(yǎng)、硝化和氨氧化作用，在不同季節(jié)間可能存在差異[9]。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，作物生產(chǎn)周期內(nèi)的根際微生物的群落結(jié)構(gòu)和組成以及功能除受季節(jié)變化的影響外，還受生產(chǎn)管理措施，如施肥、施藥、灌溉和除草等多種綜合因素的影響[10]。因此，了解作物生產(chǎn)周期內(nèi)不同時期的根際微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的動態(tài)變化規(guī)律，將為不同生產(chǎn)時期管理措施的設(shè)計提供一定的參考依據(jù)。

火龍果的生長和發(fā)育與根際微生物息息相關(guān)，火龍果根際微生物的群落結(jié)構(gòu)和組成受火龍果栽培品種的影響[11]。但火龍果根際微生物群落在生產(chǎn)周期內(nèi)的季節(jié)性動態(tài)變化卻很少報道。為此，本研究采用高通量測序技術(shù)和生物信息學(xué)探討海南紅心火龍果根際微生物群落在周年內(nèi)的季節(jié)變化規(guī)律，為火龍果栽培管理措施的設(shè)計提供理論依據(jù)。

1""材料與方法

1.1""材料

供試火龍果品種為大紅，采樣地點為海南省昌江黎族自治縣海南尚嶺農(nóng)業(yè)科技有限公司火龍果種植基地（108°52′8.2416″E，"19°23′18.762″N），屬于熱帶季風(fēng)氣候，日照充足。采樣地為生長1年以上的火龍果栽培大田，按照常規(guī)方式進(jìn)行田間生產(chǎn)管理，每年的9—10月施用有機(jī)肥（2"t/"666.67"m2），并在其催花期增施高磷肥（每666.67"m2施加5"kg高磷水溶肥和50"kg有機(jī)水溶肥，均分2次灌根），幼果期增施高氮加鉀肥（每666.67"m2施加6"kg高氮水溶肥和70"kg有機(jī)水溶肥，均分2次灌根），中果后期增施高鉀肥（每666.67"m2施加5"kg硫酸鉀）。分別于2022年春季、夏季、秋季、冬季以五點取樣法隨機(jī)采集土壤樣本（表1），均選取健康火龍果植株的根際土壤，采集深度為15～30"cm，每次取樣3個重復(fù)，于–20"℃儲存。

1.2""方法

1.2.1""土壤理化指標(biāo)測定""參照常規(guī)測定方法[12-13]共測定10個土壤理化性質(zhì)：土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效硫、交換性鈣、交換性鎂。

1.2.2""根際微生物測序鑒定""采用E.Z.N.A.?"Soil

DNA"Kit"（Omega"Bio-tek）"DNA抽提試劑盒，抽提土壤樣本DNA。采用NEXTflexTM"Rapid"DNA-"Seq"Kit"（Bioo"Scientific）構(gòu)建DNA測序庫。使用引物338"F和806"R擴(kuò)增細(xì)菌16S"rRNA基因，利用引物ITS1"F和ITS2"R擴(kuò)增真菌ITS基因，并通過MiSeq"PE300測序平臺獲得原始數(shù)據(jù)。

1.3""數(shù)據(jù)處理

通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控等操作，獲得有效序列以供測序分析，使用UPARSE軟件將原始數(shù)據(jù)拼接并聚類，以大于97%的有效序列劃分為一個操作性分類單元（OTU），并進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計分析。使用WPS"Excel軟件對多樣性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并用SPSS"26軟件進(jìn)行顯著性差異分析。使用Kruskal-Wallis秩和檢驗檢測組間多樣性差異。使用R語言（3.3.1）繪制維恩圖、物種群落組成Bar圖、RDA分析圖以及相關(guān)性Heatmap圖。分別使用FAPROTAX（1.2.1）和FUNGuild"1.0軟件對細(xì)菌和真菌群落進(jìn)行功能預(yù)測。

2""結(jié)果與分析

2.1""不同季節(jié)火龍果根際土壤理化特征

火龍果的生長發(fā)育與其根際土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)，不同季節(jié)火龍果根際土壤的各項理化指標(biāo)見表2。不同季節(jié)土壤pH變化明顯，夏、秋季高于春、冬季；有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷含量同樣在夏、秋季更高；有效磷、全磷、交換性鈣和交換性鎂含量在夏季顯著高于其他季節(jié)；秋季的堿解氮含量明顯較低。

2.2""不同季節(jié)火龍果根際微生物多樣性分析

2.2.1""α多樣性分析""不同季節(jié)火龍果根際微生物的α多樣性指數(shù)見表3。Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)反映微生物群落的豐富度，火龍果根際細(xì)菌和真菌的Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)均在秋季最高，春、夏、冬季3組樣品無顯著性差異。Shannon指數(shù)

和Simpson指數(shù)反映微生物群落的多樣性，秋季火龍果根際細(xì)菌和真菌的Shannon指數(shù)以及真菌的Simpson指數(shù)均高于其他季節(jié)，細(xì)菌的Simpson指數(shù)無顯著差異。Coverage指數(shù)反映群落測序覆蓋度，所有樣品的Coverage值均大于98%，說明所有序列基本被檢測出，數(shù)據(jù)可靠。

2.2.2""β多樣性分析""不同季節(jié)火龍果根際微生物的β多樣性如圖1所示，對不同季節(jié)根際微生物進(jìn)行PCoA分析，結(jié)果表明，根際細(xì)菌的夏季和秋季樣品距離相近，而與冬季和春季的樣品距離較遠(yuǎn)且在不同象限，說明在夏、秋季細(xì)菌群落組成相似，而與春、冬季的細(xì)菌群落存在一定差異（圖1A）。不同季節(jié)樣品內(nèi)真菌PCoA分析表明，所有樣品相距較近，真菌群落無太大差異（圖1B）。

2.3""不同季節(jié)火龍果根際微生物群落結(jié)構(gòu)分析

2.3.1nbsp;"微生物群落Venn分析""根據(jù)根際樣品的所有OTUs，對不同季節(jié)火龍果根際微生物群落進(jìn)行Venn分析（圖2）。4個季節(jié)樣品中共有的細(xì)菌OTUs為2469個，春、夏、秋、冬各季所獨有的OTUs分別為198、269、401和191個；共有

的真菌OTUs數(shù)為346個，春、夏、秋、冬各季所獨有的OTUs分別為138、250、274和159個。其中，秋季火龍果根際細(xì)菌和真菌獨有的OTUs數(shù)量均最多，表明秋季具有豐富的微生物群落組成。

2.3.2""細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析""從4個季節(jié)12個根際樣品中共獲得6132個細(xì)菌OTUs，分別隸屬于43門、135綱、319目、502科和963屬。細(xì)菌群落在門水平主要有厚壁菌門（Firmicutes）、放線菌門（Actinobacteria）、變形菌門（Proteobacteria）、綠灣菌門（Chloroflexi）、酸桿菌門（Acidobacteria）、芽單胞菌門（Gemmatimonadota）、擬桿菌門（Bacteroidota）、黏球菌門（Myxococcota）、Patescibacteria、WPS-2等（圖3A）。不同季節(jié)門水平的群落結(jié)構(gòu)總體上差異不大，主要以厚壁菌門、放線菌門、變形菌門為主，其相對豐度穩(wěn)居前三，均為優(yōu)勢門類。在屬水平主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）、蓋亞女神菌目未定義屬（norank_f__norank_"o__Gaiellales）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、嗜鄰聚桿菌目未定義屬（norank_f__norank_o__"Vicinamibacterales）、馬賽菌屬（Massilia）、鏈霉菌屬（Streptomyces）、酸桿菌目未定義屬（norank_f__norank_o__Aci dobacteriales）、北里孢菌屬（Kitasatospora）、黃色桿菌科未定義屬（norank_f__Xanthobacter aceae）等（圖3B）。不同季節(jié)屬水平的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成存在一定差異，特別是芽孢桿菌屬的相對豐度在春、冬季明顯高于夏、秋季，但總體而言，不同季節(jié)所有細(xì)菌群落中芽孢桿菌屬的相對豐度均最大，在火龍果根際內(nèi)占據(jù)核心地位，為優(yōu)勢屬類。在各季節(jié)中蓋亞女神菌目未定義屬的相對豐度以夏季最高，馬賽菌屬的相對豐度在春季時顯著增高。此外，還存在部分未知細(xì)菌屬，具有著較高的相對豐度，值得進(jìn)一步發(fā)掘。

2.3.3""真菌群落結(jié)構(gòu)分析""從4個季節(jié)12個根際樣品中總共獲得真菌1850個OTUs，分別隸屬于15門、42綱、103目、214科和423屬。真菌群落結(jié)構(gòu)組成如圖4所示，在門水平下主要為子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）、真菌界未定義門（unclassified_k__Fungi）、壺菌門（Chytridiomycota）、羅茲菌門（Rozellomycota）、被孢菌門（Mortierellomycota）等。4個季節(jié)中，子囊菌門的相對豐度在火龍果根際內(nèi)占據(jù)絕對數(shù)量優(yōu)勢，夏季時雖有所降低，但仍處于核心地位，為優(yōu)勢門類；擔(dān)子菌門在夏季的相對豐度有明顯上升趨勢（圖4A）。在屬水平主要有毛殼菌屬（Chaetomium）、毛殼菌科未定義屬（unclassified_"f__Chaetomiaceae）、曲霉屬（Aspergillus）、梭孢殼屬（Thielavia）、青霉屬（Penicillium）、小裸囊殼菌屬（Gymnascella）、小囊菌屬（Microascus）、糞殼菌科未定義屬（unclassified_f__Sordariaceae）、unclassified_k__Fungi、Dichotomopilus、小鬼傘屬（Coprinellus）、瓶毛殼屬（Lophotrichus）等。屬水平下火龍果根際真菌群落組成結(jié)構(gòu)差異較大，說明季節(jié)變化對真菌群落的影響程度較大，尤其是毛殼菌屬在春季的相對豐度顯著高于其他季節(jié)，占據(jù)核心地位，而在其他季節(jié)相對豐度明顯降低；毛殼菌科未定義屬在冬季時的相對豐度明顯增加（圖4B）。

2.4""不同季節(jié)火龍果根際微生物物種差異分析

不同季節(jié)火龍果根際微生物群落的物種差異如圖5所示。4個季節(jié)中，細(xì)菌共產(chǎn)生15個顯著差異物種，其中主要包括：黃色桿菌科未定義的屬（norank_f__Xanthobacteraceae）、KD4-96綱未定義屬（norank_f__norank_o__norank_c__KD4-"96）、Candidatus_Solibacter、JG30-KF-CM66綱未定義屬（norank_f__norank_o__norank_c__JG30-"KF-CM66）、RB41等屬類成員，大部分存在顯著差異的物種屬于未分類的細(xì)菌。火龍果根際土壤內(nèi)相對豐度占比大的物種在不同季節(jié)幾乎無顯著差異，在根際內(nèi)穩(wěn)定存在。真菌共產(chǎn)生3個顯著差異物種，其中，梨孢假殼屬（Apiospora）和短梗蠕孢屬（Trichocladium）在夏、秋季的群落豐度顯著高于春、冬季，而酵母菌目未定義科（un classified_o__Saccharomycetales）只在冬季存在。

2.5""不同季節(jié)土壤理化因子與微生物相關(guān)性

土壤微生物群落的冗余分析（RDA）如圖6

所示。細(xì)菌群落RDA的第1軸（RDA1）的特征值為72.41%，第2軸（RDA2）的特征值為12.18%，二者共解釋了土壤細(xì)菌群落總變異的84.59%。土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、全氮、全磷、交換性鈣以及交換性鎂是影響細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的8個顯著因素（Plt;0.05）。對于土壤真菌群落，RDA1的特征值為27.91%，RDA2的特征值為14.09%，二者共解釋了約42.00%的真菌群落變異。土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、交換性鈣以及交換性鎂是影響真菌群落結(jié)構(gòu)的5個主要因素（Plt;0.05）。

土壤細(xì)菌和真菌群落的門水平與土壤性質(zhì)之間的相關(guān)性熱圖為冗余分析的結(jié)果提供了進(jìn)一步的證據(jù)。相關(guān)性分析表明，在細(xì)菌群落中，擬桿菌門（Bacteroidota）與SOM、AP、Mg呈顯著正相關(guān)；粘菌門（Myxococcota）與PH、SOM、TN、AP、Mg呈顯著正相關(guān)；芽單胞菌門（Gemma timonadota）與SOM、TN、AP呈顯著正相關(guān)；放線菌門（Actinobacteriota）與TN、AP、Mg呈顯著正相關(guān)；厚壁菌門（Firmicutes）與AN呈顯著正相關(guān)，與AP、Mg呈顯著負(fù)相關(guān)；WPS-2與SOM、TN呈顯著負(fù)相關(guān)；酸桿菌門（Acido bacteriota）和綠灣菌門（Chlorolexi）均與AN呈顯著負(fù)相關(guān)（圖7A）。對于真菌群落，被孢菌門（Mortierellomycota）與土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷、交換性鈣以及交換性鎂都呈顯著正相關(guān)；Calcarisporiellomycota與AN呈顯著負(fù)相關(guān)（圖7B）。

2.6""不同季節(jié)火龍果根際微生物功能預(yù)測分析

對不同季節(jié)火龍果根際細(xì)菌功能預(yù)測分類結(jié)果如圖8所示（僅展示前20個功能）。根際細(xì)菌功能主要有：化能異養(yǎng)（chemoheterotrophy）、需氧化能異養(yǎng)（aerobic"chemoheterotrophy）、尿素水解（ureolysis）、硝酸鹽還原（nitrate"reduction）、纖維素水解（cellulolysis）、固氮作用（nitrogen"fixation）、芳香族化合物降解（aromatic"compound"degradation）以及人畜致病性（animal"parasites"or"symbionts）。其中化能異養(yǎng)和需氧化能異養(yǎng)功能在不同季節(jié)的土壤生態(tài)功能中均占主導(dǎo)地位，這表明火龍果根際細(xì)菌具有良好的碳水化合物轉(zhuǎn)化能力；在春季，尿素水解能力、人畜致病性菌明顯高于其他季節(jié)；在夏季，纖維素水解作用菌更為顯著，有助于纖維素分解為單糖，便于吸收利用；在冬季，硝酸鹽還原作用、固氮作用和芳香族化合物降解作用菌較強(qiáng)于其他季節(jié)。而不同季節(jié)火龍果根際真菌的預(yù)測功能存在一定差異，但是其根際真菌基本均以腐生菌為主，如植物腐生、動物腐生、木材腐生和糞腐生等，同時還存在某些未知的功能菌（圖9）。

3""討論

土壤理化因子體現(xiàn)了土壤的肥力水平和植物生長條件，不同季節(jié)的火龍果根際土壤理化因子表現(xiàn)出一定的差異。本研究中，夏、秋季的土壤pH普遍高于春、冬季，這與孟彤彤等[14]的研究結(jié)果一致，可能與微生物代謝旺盛有關(guān)，并且夏、秋季降雨量大，雨水沖刷帶走土壤中酸性物質(zhì)。土壤中的一系列養(yǎng)分（有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、速效磷、全磷、有效硫、交換鈣、交換鉀）在夏季時均處于較高水平，這可能是由于大量的植物殘骸和微生物的代謝提供了豐富的養(yǎng)分[15]。土壤中堿解氮含量在夏、秋季偏低，這與趙滿興等[16]"的研究結(jié)果一致，由于植物在夏、秋季時生長旺盛并對氮吸收量大，堿解氮的消耗量急劇增加，導(dǎo)致其含量偏低。

根際微生物是植物土壤根際生態(tài)系統(tǒng)中極其重要的組成部分[17]。根際土壤中富含豐富的微生物，微生物群落的數(shù)量和種類與根際土壤的健康程度密切相關(guān)，維持土壤內(nèi)部環(huán)境的動態(tài)平衡[18-19]。

季節(jié)是影響根際微生物類群豐度的重要因素[20]。與其他季節(jié)相比，秋季火龍果根際細(xì)菌的Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)最高，具有最高的相對豐度，與譚雪等[21]在三峽草本植物根際細(xì)菌的研究結(jié)論一致；火龍果根際真菌的Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)同樣為秋季最高，與黃雨軒等[22]在江西油茶根際真菌的研究結(jié)論相符。這可能是由于秋季的氣候條件更適合某些微生物的生長和繁殖，導(dǎo)致微生物豐富度增加。

在本研究中，四季的火龍果根際細(xì)菌主要由厚壁菌門、放線菌門、變形菌門組成，形成了穩(wěn)定的根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，這與陳第等[23]的研究結(jié)果一致。已有研究認(rèn)為，這3種門類微生物同樣廣泛分布于植物根際土壤中，是最常見的土壤微生物，在植物的生命活動中起著舉足輕重的作用[24]。在屬水平，火龍果根際細(xì)菌群落受季節(jié)更替的影響，不同季節(jié)的結(jié)構(gòu)組成存在差異。這種季節(jié)性差異，可能是因為不同細(xì)菌對生存環(huán)境具有不同的適應(yīng)性，同時也受溫度、濕度等的影響，導(dǎo)致不同季節(jié)可能出現(xiàn)不同的優(yōu)勢菌屬，從而改變了根際群落結(jié)構(gòu)[25]。本研究中，芽孢桿菌屬在每個季節(jié)的相對豐度均占最大比例，說明其在火龍果根際細(xì)菌群落中占據(jù)核心地位并發(fā)揮關(guān)鍵作用。芽孢桿菌屬成員作為有益微生物，對火龍果致病菌具有拮抗作用，保護(hù)植株根際健康[26]。另外，還存在許多未分類鑒定的細(xì)菌，這些細(xì)菌很有可能是火龍果根際微生物中的關(guān)鍵菌群，表現(xiàn)出某些未知的功能。本研究中，子囊菌門是火龍果根際土壤中絕對的優(yōu)勢真菌門類，不同季節(jié)中其相對豐度占比均遠(yuǎn)高于其他門類真菌。子囊菌門真菌通常具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠在不同的環(huán)境條件下生存和繁衍，這可能是它們在火龍果根際土壤中成為優(yōu)勢門類的原因之一。在屬水平，毛殼菌屬作為優(yōu)勢菌屬，春季的相對豐度占比遠(yuǎn)高于其他季節(jié)，可能與環(huán)境相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，毛殼菌屬具有抗菌和促生能力，在植物的整個生長階段起到關(guān)鍵作用[27]。因此，推測毛殼菌屬在維持火龍果根際健康、促進(jìn)植株生長中扮演著至關(guān)重要的角色。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，在不同季節(jié)中火龍果根際微生物均具有共同的OTUs，也存在獨有的OTUs，表明各季節(jié)的火龍果根際土壤不僅存在普遍共有的根際微生物群落，也存在各季節(jié)獨有的微生物種類，共有的微生物很有可能是火龍果根際生態(tài)系統(tǒng)中的核心微生物群，而獨有的微生物種類可能是各季節(jié)的標(biāo)志性微生物。

植物根際微生物是根際功能的關(guān)鍵驅(qū)動因素[28]。本研究發(fā)現(xiàn)火龍果根際細(xì)菌的功能預(yù)測主要表現(xiàn)為化能異養(yǎng)、需氧化能異養(yǎng)、尿素水解等功能，這與火龍果的生長有密切關(guān)系，有助于火龍果根際的能量轉(zhuǎn)化，從而汲取更多難以吸收的養(yǎng)分。火龍果根際真菌功能預(yù)測主要為腐生微生物組成和某些未知功能，說明在火龍果根際存在大量可以利用動植物殘骸的腐生真菌，有助于促進(jìn)火龍果根際土壤物質(zhì)和能量的生態(tài)循環(huán)。

4""結(jié)論

利用高通量測序技術(shù)探討了海南紅心火龍果根際微生物群落生產(chǎn)周期內(nèi)的季節(jié)性特征和變化規(guī)律。結(jié)果顯示，火龍果根際土壤理化因子季節(jié)變化明顯，反映了土壤理化因子與根際微生物群落的密切聯(lián)系。不同季節(jié)火龍果根際微生物群落均有較高的豐富度和多樣性，其中，秋季明顯高于其他季節(jié)；群落結(jié)構(gòu)組成也隨季節(jié)波動，優(yōu)勢菌群的比例有一定變化，但均在火龍果根際占據(jù)核心地位。這些季節(jié)性變化反映了根際微生物的相關(guān)功能和土壤肥力，進(jìn)而影響火龍果的生長和發(fā)育。研究結(jié)果可為火龍果栽培管理措施的設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

• SHAH"K，"CHEN"J"Y，"CHEN"J"X，"QIN"Y"H."Pitaya"nutrition，"biology，"and"biotechnology："a"review[J]."International"Journal"of"Molecular"Sciences，"2023，"24（18）："13986.
• 徐楊玉，"伍兆誠，"黃貞，"尤小婷，"龐生，"吳如慧，"張正賀，"李棟宇，"雷炳富，"陳士偉."廣東火龍果產(chǎn)期調(diào)節(jié)和增產(chǎn)綜合調(diào)控技術(shù)[J]."中國熱帶農(nóng)業(yè)，"2024（3）："84-88，"62.XU"Y"Y，"WU"Z"C，"HUANG"Z，"YOU"X"T，"PANG"S，"WU"R"H，"ZHANG"Z"H，"LI"D"Y，"LEI"B"F，"CHEN"S"W."Comprehensive"regulation"techniques"for"the"production"period"and"the"yield"of"Hylocereus"undulatus"Britt."in"Guangdong[J]."China"Tropical"Agriculture，"2024（3）："84-88，"62."（in"Chinese）
• 鐘昌宏，"趙鵬飛，"周義良，"段耀威，"阮云澤，"高偉."不同覆蓋基質(zhì)對火龍果果園土壤性質(zhì)和作物生長的影響[J/OL]."中國土壤與肥料，"（2024-06-05）[2024-07-13]."http：//kns.cnki."net/kcms/detail/11.5498.S.20240604.1226.002.html.ZHONG"C"H，"ZHAO"P"F，"ZHOU"Y"L，"DUAN"Y"W，"RUAN"Y"Z，"GAO"W."Effects"of"different"covering"substrates"on"soil"properties"and"crop"growth"in"dragon"fruit"orchards[J/OL]."Soil"and"Fertilizer"Sciences"in"China，"（2024-06-05）"[2024-"07-13]."http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.5498.S.20240604."1226.002.html."（in"Chinese）

[4]"VAN"DER"HEIJDEN"M，"DE"BRUIN"S，"LUCKERHOFF"L，"VAN"LOGTESTIJN"R，"SCHLAEPPI"K."A"widespread"plant-fungal-bacterial"symbiosis"promotes"plant"biodiversity，"plant"nutrition"and"seedling"recruitment[J]."The"ISME"Journal，"2016，"10（2）："389-399.

• PANAHI"A，"AMINPANAH"H，"SHARIFI"P."Effect"of"nitrogen，"bio-fertilizer，"and"silicon"application"on"yield"and"yield"components"of"rice"（Oryza"Sativa"L.）[J]."Philippine"Journal"of"Crop"Science，"2015，"40（1）："76-81.
• BEI"Q，"MOSER"G，"MüLLER"C，"LIESACK"W."Seasonality"affects"function"and"complexity"but"not"diversity"of"the"rhizosphere"microbiome"in"European"temperate"grassland[J]."Science"of"the"Total"Environment，"2021，"784："147036.
• GUO"X，"YUAN"M"T，"LEI"J"S，"SHI"Z，"ZHOU"X"S，"LI"J"B，"DENG"Y，"YANG"Y"F，"WU"L"Y，"LUO"Y"Q，"TIEDJE"J"M，"ZHOU"J"Z."Climate"warming"restructures"seasonal"dynamics"of"grassland"soil"microbial"communities[J]."mLife，"2021，"1（3）："245-256.
• WAN"X，"ZHOU"R"Y，"LIU"S"A，"XING"W，"YUAN"Y"D."Seasonal"changes"in"the"soil"microbial"community"structure"in"urban"forests[J]."Biology，"2024，"13（1）："31.
• LI"L"S，"XIA"T"Z，"YANG"H"Q."Seasonal"patterns"of"rhizosphere"microorganisms"suggest"carbohydrate-degrading"and"nitrogen-fixing"microbes"contribute"to"the"attribute"of"full-year"shooting"in"woody"bamboo"Cephalostachyum"pingbianense[J]."Frontiers"in"Microbiology，"2022，"13："1033293.
• CHEN"Y"P，"TSAI"C"F，"HAMEED"A，"CHANG"Y"J，"YOUNG"C"C."Agricultural"management"and"cultivation"period"alter"soilnbsp;enzymatic"activity"and"bacterial"diversity"in"litchi"（Litchi"chinensis"Sonn.）"orchards[J]."Botanical"Studies，"2021，"62："1-14.
• ZHOU"X"Y，"CHEN"S"Y，"QIU"L"L，"LIAO"L"Y，"LU"G"F，"YANG"S"D."How"rhizosphere"microbial"assemblage"is"influenced"by"dragon"fruits"with"white"and"red"flesh[J]."Plants，"2024，"13（10）："1346.
• 傅泳維，"張振華，"涂敏，"蔡海濱，"張紅驥，"于德才."膠園間作不同馬鈴薯品種對土壤性質(zhì)及微生物多樣性的影響[J]."熱帶作物學(xué)報，"2024，"45（9）："1857-1867."FU"Y"W，"ZHANG"Z"H，"TU"M，"CAI"H"B，"ZHANG"H"J，"YU"D"C."Effect"analysis"of"intercropping"different"potato"varieties"in"rubber"plantation"on"soil"properties"and"microbial"diversity[J]."Chinese"Journal"of"Tropical"Crops，"2024，"45（9）："1857-1867."（in"Chinese）
• 王妍，"鄔磊，"李建兵，"王軍，"曲瀟琳，"崔萌，"郭玉明，"張文菊."我國主要糧食產(chǎn)區(qū)土壤有效態(tài)鈣鎂硫的變化特征及其對作物產(chǎn)量的影響[J]."中國土壤與肥料，"2024（3）："209-"217.WANG"Y，"WU"L，"LI"J"B，"WANG"J，"QU"X"L，"CUI"M，"GUO"Y"M，"ZHANG"W"J."Soil"available"calcium，magnesium"and"sulfur"and"their"effects"on"crop"yields"across"major"grain"production"areas"of"China[J]."Soils"and"Fertilizers"Sciences"in"China，"2024，"（3）："209-217."（in"Chinese）

[14]"孟彤彤，"趙濤濤，"王永剛，"陳吉祥."季節(jié)驅(qū)動下的土壤微生態(tài)環(huán)境與黨參生長的動態(tài)關(guān)系[J]."基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，"2023，"42（7）："744-756.MENG"T"T，"ZHAO"T"T，"WANG"Y"G，"CHEN"J"X."Dynamic"relationship"between"soil"micro-ecological"environment"and"Codonopsis"pilosula"growth"driven"by"seasons[J]."Genomics"and"Applied"Biology，"2023，"42（7）："744-756."（in"Chinese）

[15]"呂麗茹，"扎西尼瑪，"陳識澳，"陳科，"彭濤，"王永軼，"李英杰，"龔利娟."季節(jié)性因素對土壤微生物的影響研究進(jìn)展[J]."湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，"2022，"61（11）："62-66，"71.LYU"L"R，"ZHA"X"N"M，"CHEN"S"A，"CHEN"K，"PENG"T，"WANG"Y"Y，"LI"Y"J，"GONG"L"J."Research"progress"of"seasonal"factors"on"soil"microorganism[J]."Hubei"Agricultural"Sciences，"2022，"61（11）："62-66，"71."（in"Chinese）

[16]"趙滿興，"楊帆，"馬文全，"王俊，"白二磊."黃土丘陵區(qū)沙棘人工林土壤養(yǎng)分及酶活性季節(jié)變化[J]."水土保持研究，"2023，"30（2）："58-66.ZHAO"M"X，"YANG"F，"MA"W"Q，"WANG"J，"BAI"E"L."Seasonal"change"of"soil"nutrient"and"enzyme"activities"in"Hippophae"rhamnoides"plantation"with"different"stand"agesin"loess"hilly"region[J]."Research"of"Soil"and"Water"Conservation，"2023，"30（2）："58-66."（in"Chinese）

[17]"YANG"K"L，"ZHENG"Y"P，"SUN"K"M，"WU"X"Y，"ZHANG"Z，"HE"C"N，"XIAO"P"G."Rhizosphere"microbial"markers"（micro-markers）："a"new"physical"examination"indicator"for"traditional"Chinese"medicines[J]."Chinese"Herbal"Medicines，"2024，"16："180-189.

[18]"JIA"M"M，"SUN"X，"CHEN"M，"LIU"S，"ZHOU"J"X，"PENG"X"W."Deciphering"the"microbial"diversity"associated"with"healthy"and"wilted"Paeonia"suffruticosa"rhizosphere"soil[J]."Frontiers"in"Microbiology，"2022，"13："967601.

[19]"KINKEL"L"L，"BAKKER"M"G，"SCHLATTER"D"C."A"coevolutionary"framework"for"managing"disease-suppressive"soils[J]."Annual"Review"of"Phytopathology，"2011，"49："47-67.

[20]"LI"J，"LUO"Z"Q，"ZHANG"C"H，"QU"X"J，"CHEN"M，"SONG"T，"YUAN"J."Seasonal"variation"in"the"rhizosphere"and"non-rhizosphere"microbial"community"structures"and"functions"of"Camellia"yuhsienensis"Hu[J]."Microorganisms，"2020，"8（9）："1385.

[21]"譚雪，"董智，"張麗苗，"袁中勛，"李昌曉."三峽庫區(qū)消落帶草本植物根際細(xì)菌群落季節(jié)變化特征及功能預(yù)測[J]."生態(tài)學(xué)報，"2023，"43（23）："9699-9709.TAN"X，"DONG"Z，"ZHANG"L"M，"YUAN"Z"X，"LI"C"X."Seasonal"dynamics"and"functional"prediction"of"bacterial"community"in"the"rhizosphere"of"two"suitable"herbaceous"species"in"the"riparian"zone"of"the"Three"Gorges"Reservoir"Area[J]."Acta"Ecologica"Sinica，"2023，"43（23）："9699-9709."（in"Chinese）

[22]"黃雨軒，nbsp;李曉躍，"張林平，"林宇嵐，"吳斐，"張揚，"胡冬南."油茶根際AM真菌群落對不同季節(jié)、土層和品種的響應(yīng)[J]."中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，"2023，"43（1）："84-95.HUANG"Y"X，"LI"X"Y，"ZHANG"L"P，"LIN"Y"L，"WU"F，"ZHANG"Y，"HU"D"N."Responses"of"AM"fungi"diversity"in"Camellia"oleifera"rhizosphere"to"season，"soil"depth"and"cultivar"types[J]."Journal"of"Central"South"University"of"Forestry"amp;"Technology，"2023，"43（1）："84-95."（in"Chinese）

[23]"陳弟，"李可增，"吳瓊，"何應(yīng)對，"殷曉敏."火龍果根際土壤微生物2種DNA提取方法的比較[J]."熱帶生物學(xué)報，"2019，"10（2）："184-189.CHEN"D，"LI"K"Z，"WU"Q，"HE"Y"D，"YIN"X"M."Comparison"of"two"extraction"methods"in"extraction"of"total"DNA"from"soil"microbes"in"the"rhizosphere"of"pitaya[J]."Journal"of"Tropical"Biology，"2019，"10（2）："184-189."（in"Chinese）

[24]"鞏文峰，"魏麗萍，"杜娟，"王澤瑩，"馬占鴻."西藏青稞根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性[J]."微生物學(xué)報，"2023，"63（10）："4034-4050.GONG"W"F，"WEI"L"P，"DU"J，"WANG"Z"Y，"MA"Z"H."Structure"and"diversity"of"the"bacterial"community"in"the"rhizosphere"of"highland"barley"in"Xizang[J]."Acta"Microbiologica"Sinica，"2023，"63（10）："4034-4050."（in"Chinese）

[25]"HE"R"J，"ZENG"J，"ZHAO"D"Y，"HUANG"R，"YU"Z"B，"WUnbsp;Q"L."Contrasting"patterns"in"diversity"and"community"assembly"of"Phragmites"australis"root-associated"bacterial"communities"from"different"seasons[J]."Applied"and"Environmental"Microbiology，"2020，"86（14）："e00379-20.

[26]"LIN"S"Y，"CHEN"X"H，"XIE"L，"ZHANG"Y，"ZENG"F"H，"LONG"Y"Y，"REN"L"Y，"QI"X"L，"WEI"J"G."Biocontrol"potential"of"lipopeptides"produced"by"Paenibacillus"polymyxa"AF01"against"Neoscytalidium"dimidiatum"in"pitaya[J]."Frontiers"in"Microbiology，"2023，"14："1188722.

[27]"馮超紅，"李麗娟，"張姣姣，"王俊美，"宋玉立，"李好海，"徐飛."球毛殼菌促生防病機(jī)制及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]."中國生物防治學(xué)報，"2023，"39（4）："961-969.FENG"C"H，"LI"L"J，"ZHANG"J"J，"WANG"J"M，"SONG"Y"L，"LI"H"H，"XU"F."Mechanism"of"Chaetomium"globosum"in"promoting"growth"and"preventing"disease"and"advance"of"its"application"and"research[J]."Chinese"Journal"of"Biological"Control，"2023，"39（4）："961-969."（in"Chinese）

[28]"LING"N，"WANG"T"T，"KUZYAKOV"Y."Rhizosphere"bacteriome"structure"and"functions[J]."Nature"Communications，"2022，"13（1）："836.