混生荒漠植物叶片功能性状与其根际微生物多样性的关系

李善家，王辉，苟伟，伍国强，苏培玺

1.兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730050；2.中国科学院西北生态环境资源研究院，甘肃 兰州 730000

在植物长期的进化过程中，C3与 C4植物表现出不同的环境适应策略（Chen et al.，1996；Fernández et al.，2019；Ripley et al.，2010；Zhu et al.，2008）。有些植物在特定生境下混生，混生的一个重要特征是种间结合，它们适应极端环境的能力高于单生种群，比如C3与C4植物在外界干旱、盐碱等逆境胁迫下的混生通常表现出相互促进的关系（Gross et al.，2010；Pugnaire et al.，2001；Tewksbury et al.，2001）。包括提高C3植物叶片光化学反应速率、水分利用效率（苏铭等，2018）、生物量（韩梅等，2006）和存活率等（Franks，2003），并降低了C4植物在逆境中生长的优越性（Su et al.，2012）。在中国西部干旱内陆地区，由 C3植物红砂（Reaumuriasongarica）和 C4植物珍珠猪毛菜（Salsolapasserina）共同构成的超旱生小半灌木层片在黑河山前荒漠生境下普遍存在（丘明新等，1982）。在C3红砂和C4珍珠猪毛菜种间混生区域中，有时红砂和珍珠猪毛菜独立生长，称为单生；有时两者常常紧密的结合生长在一起，称为联生，这种种间联合的程度随外界生境的变化而变化（Su et al.，2012），显示了C3红砂和C4珍珠猪毛菜的联生是适应环境的客观方式。叶片功能性状量化了植物在环境胁迫下的权衡策略，并与根际微生物结构密切相关（Pandey et al.，2019）。通过对联生C3红砂和 C4珍珠猪毛菜根际微生物群落结构的研究可以解释其叶片功能性状适应环境的变化规律。

根际微生物群落结构和多样性的变化对植物生长、植物演替和其他关键功能有重要影响（Bever，1994）。根际微生物包括根际促生细菌和菌根真菌，促生细菌可以增强植物在逆境胁迫下对环境的适应能力，如提高了植物鲜重（Abdel et al.，2020；Chiappero et al.，2019）、光合效率（Hmaeid et al.，2019）、叶面积和叶绿素含量，并增强叶片养分吸收能力（Anbi et al.，2020；Chiappero，2019；Hmaeid，2019；Mia et al.，2010；Pandey et al.，2019）、降低植物叶片渗透压（Abdel et al.，2020）；菌根真菌与植物界 80%以上的植物根际共生（Borkowska，2002），为叶片提供了水分和养分（Brundrett，2002）。菌根真菌可以提高植物光化学反应速率、叶绿素含量（Mikiciuk et al.，2019；Sheng et al.，2008；Zhu et al.，2012），还可以使叶相对含水量、叶面积（Birhane et al.，2012）和叶水势（Porcel et al.，2004）等叶片水分生理功能性状受到影响。其中根际促生细菌和菌根真菌之间也存在相互作用（Boer et al.，2005）。在干旱、盐碱等逆境条件下，很多研究表明，根际促生细菌和菌根真菌的协同作用，通常对植物适应逆境发挥积极作用（Khajeeyan et al.，2019；Kohler et al.，2008）。

在中国西北干旱区，水分是影响植物叶片功能性状的一个关键因子（Haase et al.，1999）。基于此，本研究以黑河流域山前戈壁C3植物红砂与C4植物珍珠猪毛菜形成的混生区域为研究对象，研究混生荒漠植物根际微生物多样性对其叶片水分生理功能性状的影响，旨在探究荒漠环境下根际微生物在联生植物生存策略中所起的作用，为植物与微生物相互作用关系研究提供科学理论依据。具体内容包括：（1）分析混生荒漠植物根际微生物（细菌、真菌）多样性组成与结构；（2）比较珍珠猪毛菜、红砂叶片水分生理功能性状；（3）揭示根际微生物多样性指数与功能性状之间的关系。

1 材料与方法

1.1 研究区域与样品采集

2018年8月中旬，研究区位于黑河流域山前戈壁（38°54′N，100°15′E），是珍珠猪毛菜、红砂的荒漠灌木混生区域。海拔 1590 m，属温带大陆性气候，年均气温为6—8 ℃，年均降水量为130 mm，年蒸发量达 2000—2350 mm。戈壁土质干旱、盐碱程度高，常为粗砂、砾石。珍珠猪毛菜平均株高58 cm，冠幅854 cm2，叶片呈球状；红砂平均株高53 cm，冠幅879 cm2，叶片为短小棒状，常常联生在一起。

在采样区随机采集长势良好，大小一致的联生珍珠猪毛菜（Associated growthSalsolapasserina，AGSP），联生红砂（Associated growthReaumuria songarica，AGRS），单生珍珠猪毛菜（Isolation growthSalsolapasserina，IGSP），单生红砂（Isolation growthReaumuriasongarica，IGRS）各5—10株。然后分别将4种植物地上部置于保鲜箱中保藏，以防水分散失。分别挖取4种植物地下部，先去除根部结合疏松的土壤，然后用无菌刷分别小心刷取植物与根部结合紧密的土壤，过100目筛，用无菌离心管分装，野外放置于-40 ℃保鲜箱中保存，备土壤微生物基因组DNA提取及微生物多样性分析。

1.2 方法

1.2.1 叶片功能性状测定

在野外09:00—11:00使用WP4-T露点水势仪（Decagon，USA）对新鲜、长势一致的叶片水势[LWP/MPa]进行测定，并分别称取AGSP、AGRS、IGSP、IGRS的叶片鲜质量（m1，g），叶面积（S，cm2）用 LI-3100叶面积仪（LI-COR，USA）进行测定，叶体积（V，cm3）用5 mL量筒排水法换算测定，浸入水中4—6 h后称取饱和鲜质量（m2，g），在80 ℃烘箱干燥至恒质量后，测定其干质量（m3，g）；分别计算出总含水量[TWC=(m1-m3)×m1-1×100%]；相对含水量[RWC=(m1-m3)×(m2-m3)-1×100%]；比叶面积[SLA/(cm2·g-1)=S×m3-1]；比叶体积[SLV/(cm3·g-1)=V×m3-1]；比叶质量[LMA/(g·cm-2)=m3×S-1]。自由水含量（FW）的测定：选取新鲜的植物叶片置于称量瓶中，加入等量60%蔗糖溶液后置于暗处 4 h，其间不时轻轻摇动。到预定的时间后，充分摇动溶液。分别用阿贝折射仪测定糖液浓度，同时测定原来的糖液浓度。设称量瓶质量为（m1，g），称量瓶与叶片的质量为（m2，g），称量瓶与叶片及糖液的质量为（m3，g），糖液原来的浓度为（c1，mol·L-1），浸过植物组织后糖液的糖液的浓度为（c2，mol·L-1）。叶片稳定碳同位素（δ13C，‰）用MAT-253稳定碳同位素质谱仪测定，分析结果均相对于国际标准物质 PDB（Pee Dee River Belemnites Standard）。计算珍珠猪毛菜、红砂叶片自由水含量和δ13C质量分数的公式如下：

ω(13C)l/ω(12C)l为植物叶片13C与12C的比率，ω(13C)s/ω(12C)s为标准物质PDB中13C与12C的比率。

1.2.2 根际微生物多样性测序

使用MoBio土壤微生物DNA强力提取试剂盒（ PowerSoil® DNA Isolation Kit，MO BIO Laboratories）对AGSP、AGRS、IGSP、IGRS根际土分别进行基因组DNA提取，提取的基因组DNA做0.7%琼脂糖凝胶电泳，并通过260 nm/280 nm和260 nm/230 nm之比评估DNA的质量和数量。提取的细菌和真菌基因组进行 16S-rDNA V4+V5区和ITS1区PCR扩增（细菌引物为：F5'-GTGYCAGCMG CCGCGGTAA-3'；R5'-CCGYCAATTYMTTTRAG TT-3'；真菌引物为：F5'-CTTGGTCATTTAGAGGAA GTAA-3'；R5'-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3')与纯化（1.8%的琼脂糖凝胶电泳）。目的片段分别用DNA纯化试剂盒（MinElute® PCR Purification Kit）回收，最后将纯化产物进行Illumina Hiseq 2500高通量测序。

PCR 50 μL体系：基因组DNA（50 ng），引物（10 μmol·L-1，1.5 μL），Q5 High-Fidelity DNA Polymerase（0.2 μL），High GC Enhancer（10 μL），PCR Buffer（10 μL），dNTP（1 μL），ddH2O 补至总体系 50 μL。

PCR扩增程序：95 ℃预变性5 min之后，以95 ℃ 1 min；50 ℃ 1 min；72 ℃ 1 min 循环 15次，72 ℃末端延伸7 min，4 ℃保温。

1.2.3 数据分析与统计

16S-rDNA先进行 PE reads拼接（FLASH v1.2.7）得到Raw Tags，然后通过Raw Tags过滤（Trimmomatic v0.33），得到Clean Tags，接着去除嵌合体（UCHIME v4.2）得到Effective Tags。在相似性97%的水平上，以0.005%作为阈值，进行OTU聚类（QIIME version 1.8.0）。并在Silva（细菌）和UNITE（真菌）分类学数据库（置信度阈值为0.8）上对OTU进行分类学注释（RDP Classifier version 2.2）。基于已分类的OTU进行细菌和真菌Alpha多样性（Chao1指数、Simpson指数、Shannon指数）分析（Mothur version v.1.30），计算Alpha多样性公式如下：

Chao1指数：

Sobs为观测到的OTU数，n1为只有一条序列的OTU数，n2为只有两条序列的OTU数。

Simpson指数：

Sobs为样品中总物种数目，N为样品总个体数，ni为第i种个体数。

采用单因素方差分析（One-way ANOVATurkey HSD）法，分析AGSP、AGRS、IGSP、IGRS 4种植物样品的TWC、FW、RWC、LWP、LMA、SLA、SLV、δ13C 8个水分生理功能性状差异显著性并进行多重比较（P＜0.05）。用Pearson相关系数分析8个水分生理功能性状和根际细菌与真菌α多样性指数的相关性，并进行显著性检验（P＜0.05）。用冗余分析（RDA）说明4种植物叶片功能性状之间的变异、相似性和根际微生物多样性与叶片功能性状的关系，并用蒙特卡罗检验（monte-carlo test）约束轴的显著性。以上分析都由R（3.5.2）完成（Pearson相关性和冗余分析由psych包和vegan包完成）。

2 结果与分析

2.1 混生荒漠植物叶片功能性状特征

分析混生荒漠植物群落珍珠猪毛菜和红砂的 8个叶片功能性状后发现，珍珠猪毛菜TWC变化范围为 68.54%—80.76%；FW 变化范围为 66.82%—78.56%；SLV 变化范围为 3.65—5.34 cm3·g-1；δ13C变化范围为-17.73‰— -16.32‰；RWC变化范围为56.64%—69.04%；SLA变化范围为24.52—34.63 cm2·g-1；LMA 变化范围为 0.029—0.041 g·cm-2；LWP变化范围为-12.36— -7.86 MPa。红砂TWC变化范围为 52.42%—62.21%；FW 变化范围为49.52%—60.82%；SLV变化范围为 1.26—2.84 cm3·g-1；δ13C 变化范围为-24.21‰— -25.62‰；RWC变化范围为62.12%—68.73%；SLA变化范围为 13.70—24.63 cm2·g-1；LMA 变化范围为 0.041—0.073 g·cm-2；LWP 变化范围为-12.89— -9.23 MPa。C4植物珍珠猪毛菜的TWC、FW、SLV、δ13C均显著（P＜0.05）高于 C3植物红砂（图 1），表明C4植物珍珠猪毛菜组织或器官的代谢活动旺盛，C3植物红砂生长缓慢、抗性较强。

单生与联生珍珠猪毛菜 LWP的变化范围分别为-7.86— -8.42、-10.62— -12.36 MPa，单生与联生红砂 LWP的变化范围分别为-9.23— -11.02、-11.26— -12.89 MPa。单生与联生珍珠猪毛菜RWC的变化范围分别为65.87%—69.04%、56.64%—58.76%。C3植物红砂和 C4植物珍珠猪毛菜的联生，显著（P＜0.05）降低了两种植物的LWP，同时显著（P＜0.05）降低了珍珠猪毛菜的RWC。与单生植株相比，植株的联生没有显著影响SLA和LMA，但是消除了单生植株 SLA和 LMA的显著性差异（P＜0.05）。

2.2 混生荒漠植物根际土壤微生物群落组成分析

OTU序列代表物种分类信息，利用Venn图可以分析AGSP、AGRS、IGSP、IGRS根际细菌和真菌之间共有的或特有的 OTU数目，直观地表现出根际细菌和真菌间OTU的重合情况。如图2所示，AGSP、AGRS、IGSP、IGRS共有细菌OTUs有92个，共有真菌OTUs有202个。珍珠猪毛菜和红砂的联生，使得珍珠猪毛菜和红砂 OTU数目总量增加，根际微生物珍珠猪毛菜特有的根际细菌 OTUs由原来的123个增加到131个，根际真菌由75个增加到116个，红砂特有的根际细菌OTUs由原来的118个增加到313个；但是在红砂特有的根际真菌中，联生并没有导致根际真菌OTUs的增加，反而使得红砂OTUs总量降低。

图1 混生荒漠植物珍珠猪毛菜、红砂叶片功能性状比较Fig.1 Comparison of the functional traits of the leaves of mixed desert plants Salsola passerina and Reaumuria songarica

图2 混生荒漠植物珍珠猪毛菜、红砂根际细菌和真菌OTUs Venn图Fig.2 OTUs Venn map of mixed desert plants Salsola passerina, Reaumuria songarica rhizosphere bacteria and fungi

在 Silva（细菌）和 UNITE（真菌）分类学数据库上对 OTU进行分类学注释后，在门分类水平上检测出AGSP、AGRS、IGSP、IGRS中细菌分别有22、26、22、25个门，真菌门数相同，都有13个。在4个样品中，前10个共有细菌类群分别占细菌总类群的 96.2%、96.1%、96.8%、96.6%。其中优势细菌类群（丰度≥1%）为：变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、浮霉菌门（Planctomycetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）。前10个共有真菌类群分别占真菌总类群的92.5%、93.4%、94.4%、92.2%，见图3。优势真菌类群（丰度≥1%）为：子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）。

对AGSP、AGRS、IGSP、IGRS细菌门分类水平上的比较可知，前 10个优势细菌门中，仅有红砂细菌的蓝细菌门（Cyanobacteria）（3.9%）的相对丰度显著（P＜0.05）高于珍珠猪毛菜（1.3%）；其他门细菌相对丰度无显著（P＞0.05）变化。红砂和珍珠猪毛菜的联生，也没有引起前 10个优势细菌门的相对丰度显著变化。在真菌门分类水平上，植株类别和单生联生均未显著（P＞0.05）改变优势真菌的相对丰度。

Chao1、Shannon和Simpson指数是衡量物种α多样性的常用指标，其中Chao1指数衡量物种丰度的大小，Chao1指数越大，物种丰富度越高；用Shannon和Simpson指数衡量物种多样性，Shannon指数值越大，Simpson指数值越小，物种均匀度越高。由表1可知，珍珠猪毛菜和红砂的联生导致细菌丰富度与细菌多样性均高于单生植株。联生珍珠猪毛菜的真菌丰富度与多样性均高于单生珍珠，而联生红砂的真菌丰富度与多样性均低于单生红砂。

2.3 根际微生物多样性与叶片功能性状的联系

分别利用混生植物根际细菌、真菌多样性与叶片功能性状进行冗余分析（RDA），以 α多样性指数（Chao1、Simpson、Shannon）为环境解释变量，FW、TWC、RWC、LWP、SLA、SLV、δ13C 为功能响应变量来揭示两者之间的相互关系。结果显示，蒙特卡罗置换检验（monte-carlo test）约束轴前两轴均显著。细菌和真菌调整R2值之后，第一轴解释了总体变量的71.78%，前两轴共解释了总体变量的76.82%。第一轴可以区分红砂和珍珠猪毛菜之间物种叶片功能性状差异，第二轴可以区分不同物种的单生联生。植株的联生会使植物叶片功能性状发生变异，并且C4植物珍珠猪毛菜比C3植物红砂变异程度更大。真菌α多样性与叶片功能性状之间的相互关系中，前两轴与细菌解释度相同。细菌的Chao1指数与叶片 TWC、FW、LWP显著负相关（P＜0.05），细菌 Simpson指数与 LWP显著正相关（P＜0.05）、Shannon指数与 LWP显著负相关（P＜0.05）。真菌Chao1指数均与TWC、FW、SLA、SLV、LMA、LWP显著负相关（P＜0.05），Shannon指数与RWC、LWP显著负相关（P＜0.05）（图4、表 2）。

图3 混生荒漠植物珍珠猪毛菜、红砂根际细菌和真菌在门水平上的组成Fig.3 The composition of the mixed desert plants Salsola passerina, Reaumuria songarica rhizosphere bacteria and fungi at the Phylum level

表1 根际细菌和真菌α多样性指数Table 1 Rhizosphere bacteria and fungi alpha diversity index

3 讨论

植物功能性状反映了物种对其生长环境的长期适应和响应，植物的各个性状之间也存在着相互依赖和相互制约的关系，反映了植物适应环境的生存策略（Reich et al.，2003）。在干旱荒漠条件下，通过对C4植物珍珠猪毛菜和C3植物红砂叶片功能性状特征进行比较，发现 C4植物的 TWC、FW、SLV、δ13C均显著高于C3植物红砂。叶片含水量是植物水分平衡的最重要特征之一，可以反映出植物组织或器官的代谢活动（Zargar et al.，2019）。这与大多数研究结果相似，C4植物珍珠猪毛菜比 C3植物红砂在干旱荒漠地区的生长具有优势，这是 C4植物长期的遗传生理结构与外界环境相互作用的综合结果（Edwards et al.，2008；Taylor et al.，2014）。叶片TWC、FW含量高，植物代谢活动旺盛，生长速率较快，对逆境抗性弱；反之，植物生长速率慢，对逆境抗性强。SLV反映出植物的耐旱力，通常与有机物质的获取和环境适应特征有关，在干旱胁迫下，叶片一般表现出较小的SLV（李善家等，2013）。δ13C值则可以反映出植物的长期水分利用效率（Canavar et al.，2014；Condon et al.，2002）。LWP是植物对干旱胁迫适应的一个重要指标（Elsayed et al.，2011）。在干旱胁迫下，通常叶片维持低 LWP有利于从地下部吸收水分。无论珍珠猪毛菜还是红砂，联生植株的LWP均与单生植株相比显著降低，即珍珠猪毛菜与红砂的种间联生增强了对水分和资源的获取能力，也增强了对干旱胁迫的适应能力。珍珠猪毛菜和红砂的联生，还消除了 SLA和LMA的显著性差异，即联生珍珠猪毛菜的SLA降低，LMA升高，相反，联生红砂SLA升高，LMA降低。SLA和LMA通常反映出植物叶片水分利用效率和资源分配策略（Wellstein et al.，2017；Zhou et al.，2020），SLA与植物的用水策略有关（Wright et al.，2001），并且与基本的植物功能紧密结合（Hulshof et al.，2013），SLA越小，LMA越大，导致了叶片组织越致密，抗旱能力越强。这种种间联生，显示了在干旱胁迫环境下的种间互补。以上的研究结果显示，联生降低了C4植物珍珠猪毛菜在逆境下的资源获取能力，并提高了C3植物红砂的适应能力。

图4 混生荒漠植物珍珠猪毛菜、红砂叶片功能性状与根际细菌和真菌多样性冗余分析Fig.4 Redundancy analysis of leaf functional characters and diversity of rhizosphere bacteria and fungi of mixed desert plants Salsola passerina,Reaumuria songarica

表2 根际微生物α多样性与混生植物叶片功能性状相关性Table 2 Correlation between rhizosphere microbial alpha diversity and mixed plant leaf functional traits

植物叶片功能性状与遗传和外界环境密切相关，叶片功能性状的变化反应出植物在特定环境下的生存策略。在严酷生境下，植物对资源的利用和分配尤为重要。植物依赖土壤基质生长，几乎所有的碳水化合物、矿质元素等支撑植物生长所需要的物质都来源于根系在土壤中的吸收（Hacquard et al.，2015），所以植物根系环境对植物的影响至关重要（Motte et al.，2018）。并且植物根系在生长过程中也向土壤中分泌根际分泌物。有研究显示，根系中根系分泌物和植物残体占光合产物40%（Motte et al.，2018），主要以糖类化合物、有机酸、氨基酸等有机物的形式存在（Richardson et al.，2009）。根系分泌物的组成决定了根际微生物数量和结构分布（Eisenhauer et al.，2017），微生物是土壤与根系物质交互过程中的主要驱动力，即根际微生物群落通过自身的生命活动在植物根际形成微环境，进而来影响植物的生长。本文通过对C4珍珠和C3红砂，单生和联生植株之间的根际细菌、真菌在门水平上的分析，结果显示，在单生植株中，C4珍珠细菌和真菌的丰富度（OTU、Chao1）均低于C3红砂，C4珍珠和 C3红砂种间联生之后，珍珠红砂根际细菌、C4珍珠猪毛菜根际真菌的丰富度和均匀度（Simpson、Shannon）大幅提高，但引起C3红砂根际真菌丰富度和均匀度下降。细菌相对丰度（≥1%）的前十门中，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、疣微菌门（Verrucomicrobia）对植物根际营养及矿质元素的吸收起重要作用。众多研究表明，变形菌门与土壤 pH、总碳、总氮含量呈显著正相关，放线菌门与土壤总氮含量呈显著正相关（Nacke et al.，2011）。酸杆菌门与土壤总碳含量、氮含量和碳氮比之间呈负相关（Chroňáková et al.，2015；Will et al.，2010）。绿弯菌门与土壤总氮和钾含量呈正相关（Sousa et al.，2020）。绿弯菌门和厚壁菌门均与纤维素降解相关。疣微菌门与土壤氮、磷、钾、钙和镁的含量相关（Bao et al.，2019）。根际真菌丰度最高的前十门中，子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）的丰度占总真菌的80%。子囊菌门参与土壤中纤维素的分解（Stursova et al.，2012），与土壤有机碳，总氮呈正相关关系，而担子菌门与之呈负相关关系（Bastida et al.，2013）。有研究显示，根际土壤细菌与真菌之间也存在互作现象。本研究发现的细菌优势门中的变形菌门、放线菌门、厚壁菌门还可以作为辅助细菌促进真菌与植物根系共生（Frey-Klett et al.，2007）。根际微生物不仅可以影响寄主植物根系发育（Brundrett，2002），而且大多与固氮、溶磷作用密切相关，同时可以加强对植物根系对资源的获取和利用（Bashan et al.，2010）。Adesemoye et al.（2008）通过研究微生物菌剂对玉米吸收养分中的作用，发现微生物菌剂可以增加玉米养分含量和整个植物的生长，并使土壤中氮、磷、钾的含量降低，增强了植物对土壤养分的吸收。而土壤养分对于植物叶片性状的影响至关重要（张慧文等，2010）。所以根际微生物在影响植物叶片功能性状中起间接作用。植物-土壤-根际微生物之间的物质交流是一个庞大而又复杂的交互系统，同时在特定的环境下，植物叶片功能性状是多因素共同决定的结果，叶片功能性状也是植物适应环境的综合权衡。

以上分析表明，联生珍珠猪毛菜（AGSP）、联生红砂（AGRS）、单生珍珠猪毛菜（IGSP）和单生红砂（IGRS）根际细菌、真菌在优势门水平中的组成并无很大差异。而α多样性分析显示，C4珍珠猪毛菜和C3红砂之间的种间联生使得根际细菌、真菌丰富度和均匀度发生变化，这种根际微生物的变化是否可以解释C4珍珠猪毛菜和C3红砂种间联生引起的叶片功能性状的改变？通过冗余分析（RDA）和Pearson相关性分析发现，根际细菌和真菌的丰富度与均匀度均与LWP呈显著负相关关系；SLA、SLV、LMA主要受真菌丰富度的影响，与之显著负相关。总之，植株的联生提高根际细菌和真菌的丰富度与均匀度，导致叶片SLA、LWP降低，增强了联生植物在荒漠干旱环境中的抗旱能力。

4 结论

对联生珍珠猪毛菜、联生红砂、单生珍珠猪毛菜和单生红砂叶片功能性状分析表明，C4珍珠猪毛菜总含水量（TWC）、自由水含量（FW）、比叶体积（SLV）、δ13C均显著高于 C3植物红砂。C4珍珠猪毛菜与C3红砂的联生，不仅显著降低了两种植物的叶水势（LWP），而且消除了单生珍珠猪毛菜与单生红砂比叶面积（SLA）和比叶重（LMA）的显著性差异。同时两种植物的种间联生，也提高了根际土壤细菌的数量和多样性。根际微生物与植物叶片功能性状的相互关系表明：C4珍珠猪毛菜和 C3红砂根际细菌和真菌的丰富度（Chao1）与均匀度（Shannon）均与叶水势（LWP）显著负相关；比叶面积（SLA）、比叶体积（SLV）与真菌丰富度显著负相关。总之，C4珍珠猪毛菜和C3红砂的种间联生，体现了植物在严酷荒漠生境中的生存策略。