云烟121健康与感黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌差异研究

2022-09-05李秋桦夏体渊蒋明星

南方农业学报 2022年6期

裴妍，任禛*，李秋桦，陈秀，夏体渊，蒋明星，尹敏

（1昆明学院农学与生命科学学院/云南省高校生物炭工程研究中心，云南昆明 650214；2昆明学院医学院，云南昆明 650214；3云南大学医学院，云南昆明 650091）

0 引言

【研究意义】丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是一类广泛分布于土壤微生态环境的真菌（曹敏等，2020）。AMF与宿主植物建立共生体后，不仅可通过菌丝网络帮助植物吸收营养物质，还可提高宿主对生物和非生物胁迫的抵抗能力（董琦等，2020；张学林等，2021）。烟草（L.）为茄科烟属植物，是我国重要的经济作物，我国烟草种植面积、产量及销售量均居世界首位（王成己等，2021）。烟草根茎性病害是烟草生产上面临的主要难题，其中烟草黑胫病危害最突出，其发生面积广、防治难度大，每年因此病害造成的经济损失高达数千万元（汪汉成等，2021）。烟草黑胫病是主要由寄生疫霉（）侵染引起的土传病害，该病害可在烟株各生长阶段发生，且分布广泛，严重制约着烟草产业的可持续健康发展（张凯等，2015）。烟草是AMF的共生植物之一，有综述报道在烟草根际土壤中存在丰富的AMF种类，共计13属54种（曹本福等，2021）。烟草对菌根依赖性较强，AMF侵染烟株根系建立菌根共生体后，可促进烟株对水分及矿物质的吸收（姚娟等，2012），增加烟株生物量（Janouškovú et al.，2006a，2006b），改善烟叶品质（王茂胜等，2011），提高烟株对重金属（Janoušková et al.，2006）、干旱（周霞等，2012）和土传病害（刘先良等，2014）等不良胁迫的抵抗能力；同时，AMF可有效解决育苗中烟苗抗旱、抗病能力弱的问题，提高成活率（Pavithra and Yapa，2018）；此外，AMF还可保护烟草的土壤，可在一定程度上缓解连作障碍问题（李亮和蔡柏岩，2016）。AMF对烟草具有重要的功能作用，因此，掌握烟草与AMF的共生特性，对烟草产业的可持续发展具有促进作用。【前人研究进展】AMF与烟株共生效应的强弱与其侵染定殖状况密切相关，但侵染状况会受烟草品种、AMF种类、自然环境和人为农事操作等多种因素的影响（李雪静等，2017；Wang et al.，2018；Veresoglou et al.，2019；尼玛此姆等，2020；朱亮等，2020）。烟草品种和AM种类是影响烟株AMF侵染的重要因素之一。本课题组前期研究发现，云烟202、云烟87、云烟85和K326根部的主要AMF种类相同，但稀有AMF种类在4个烟草品种中存在明显差异（任禛等，2016）。周霞等（2012）通过对烟草品种K326接种根内球囊霉（）、幼套球囊霉（）BEG-168和BGC-HEB07A，探究AMF对烤烟生长、营养及抗旱性的影响，结果表明，接种AMF对烟苗生物量、营养状况、丙二醛和叶绿素含量及根系活力的影响因菌株不同而异，且与干旱程度有关。Cosme等（2016）研究发现，烟草接种根内根孢囊霉（，RI）和摩西斗管囊霉（，FM）及二者混合物，在不同菌剂处理下丛枝的定殖率存在明显差异。自然环境因素和人为农事操作亦会对AMF的侵染定殖产生一定影响。Veresoglou等（2019）证实AMF的定殖率会随着纬度梯度的升高呈减少趋势，且AMF与植物共生关系也会逐渐消弱。李荣波等（2021）研究发现，土壤有机质、全氮、全磷和全钾是影响根际土壤AMF孢子密度和侵染状况的重要因子。在农事管理中，灌溉浇水量过多会使AMF的侵染率及其与宿主的共生效应减弱（Langeroodi et al.，2017）。而适度的干旱和适当减量施用化肥均会使根系产生一定的应激反应，会促进AMF的侵染，其共生效应也相应增强（宋福强，2018；葛诗蓓等，2020）。烟草黑胫病的发生与土壤微生物具有密切关系。向立刚等（2019，2020）研究发现，相比健康烟株，感染黑胫病烟株的根际土壤真菌群落丰富度和多样性均降低，细菌群落丰富度明显提高。同时，AMF的存在可提高农作物对疫霉病害的抵抗能力，当AMF与宿主根系形成菌根后，菌根与病原真菌竞争生态位点，使病原菌侵染位点减少，进而疫霉病菌数量下降，间接地提高农作物对疫霉病菌的抵抗力（Vigo et al.，2000）。Vigo等（2000）通过对番茄根际接种摩西斗管囊霉，发现引起根腐病的病原菌寄生疫霉（）在菌根化根系中的入侵位点数明显少于对照。娄璇（2019）通过对辣椒植株接种根内根孢囊霉（），其疫霉病发病率、病情指数均有所降低，防治效果达54%。【本研究切入点】AMF在提高农作物对疫霉病害抗性方面发挥着重要作用，但AMF对农作物的定殖会受到生物和非生物因素的影响。疫霉病菌作为生物因素，其存在可导致土壤中真菌和细菌类群结构发生改变，但是否影响到共生真菌AMF在农作物根域的定殖及其类群结构尚不明确。【拟解决的关键问题】以烟草品种云烟121为研究对象，采用显微形态观察法对健康和患黑胫病烟株根系AMF侵染水平及根际土壤AMF孢子密度进行测定，并应用Illumina高通量测序技术分析2种烟株根系AMF多样性和群落结构的差异，进一步采用冗余分析（RDA）和Spearman相关性系数揭示根际土壤理化性质对AMF属水平相对丰度及AMF多样性的影响，明确疫霉侵袭对烟草和AMF共生关系的影响，为后续AMF在缓解烟株土传病害方面的应用打下理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验田概况试验于2020年3月在云南省烟草公司红河州分公司橄榄坡烟草绿色防控示范基地（海拔1451 m，北纬24°22′35″，东经103°27′34″）进行。试验用地约1 ha，前作为萝卜，将试验地均分为3份，植烟前采用五点取样法对土壤样品进行取样，测定土壤理化性质，结果显示3块试验地土壤理化性质间无显著差异（＞0.05，下同），说明3块试验地土壤背景较一致（表1）。于2020年4月开始种烟，烟草品种均为云烟121，田间管理方法一致。

1.1.2 样品采集 2020年8月分别采集健康和患黑胫病烟株根系和根际土壤。在每块试验田分别选取长势一致的健康与患黑胫病烟株，从烟株基部开始，使用土壤刀逐层挖去上层土壤，直至侧根暴露为止，之后将烟株完整取出，立刻带回实验室，在根颈处截断，将附着在根系上的根际土壤抖落至密封袋中保存备用，分别用于土壤理化性质和AMF孢子密度测定。将去除根际土壤的根系在轻缓的流水下冲洗，冲洗干净后自然风干，将根系剪成1 cm的根段，分别用于菌根侵染状况测定和DNA提取。健康烟株分别标记为H、H、H；患病烟株分别标记为D、D、D。

1.2 试验方法

1.2.1 土壤理化性质测定土壤pH用pH仪测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾法测定；土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤有效磷含量采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定；土壤速效钾含量采用原子吸收分光光度法测定。

1.2.2 菌根侵染状况和土壤AMF孢子密度测定菌根侵染状况参照Koske和Gemma（1989）的方法进行检测，将数据输入MYCOCALC软件，对菌根侵染数据进行计算。土壤AMF孢子密度测定采用湿筛—倾析法和蔗糖离心法进行分离，在解剖镜下计数统计。

1.2.3 烟草根系DNA提取和测序根系DNA提取：称取烟草根系样品各2 g，将样品置于无菌研钵中，加入适量液氮，将其研磨成粉末状。采取CTAB法对烟草根系总DNA进行提取；提取的DNA在1.0%琼脂糖凝胶中通过电泳检测其质量。以各样品总DNA为模板进行PCR扩增，引物见表2。PCR反应体系20.00 μL：10×Buffer 2.50 μL，DNA模板（20 ng/L）2.00 μL，dNTPs（2.5 mmol/L）1.50 μL，特异引物（10 mmol/L）1.50 μL，聚合酶（5 U/μL）0.25 μL，ddHO补足至20.00 μL。扩增产物使用NEXTFLEXRapid DNA-Seq Kit建库，委托上海美吉生物医药科技有限公司运用Illumina Miseq PE300/NovaSeq PE250平台进行测序。

1.3 分析方法

选择97%相似度的OTU 分类学水平，利用Mothur计算不同随机抽样下的Alpha多样性指数，应用Excel 2003对各分类单元数据进行统计；用Qiime（v1.9.1）计算Beta多样性距离矩阵；通过R语言工具绘制Shannon指数稀释曲线、Venn图和PCA分析；应用Canoco 4.5分析AMF在属水平上的相对丰度与土壤理化性质的相关性；应用SPSS 22.0的Spearman相关性系数对土壤理化性质与烟株根系AMF多样性的相关性进行分析。同时，应用SPSS 22.0对土壤理化性质、根系侵染率、根际土壤AMF孢子密度和Alpha多样性指数进行配对样本检验，差异显著水平为0.05。

1.4 序列登入

H、H、H、D、D和D上传在NCBI SRA数据库中的登录号分别为SRR14278382、SRR14278381、SRR 14278380、SRR14278385、SRR14278384、SRR1427 8383。

2 结果与分析

2.1 健康与患病烟株根际土壤理化性质比较分析

从表3可看出，健康和患病烟株根际土壤pH呈中性，均为7.17；云烟121根际土壤的有机质含量均趋于中等水平，其中健康烟株为23.24 g/kg，患病烟株为14.46 g/kg，健康烟株根际土壤的有机质含量更高，但二者差异未达显著水平（＞0.05，下同）；患病烟株根际土壤的有效磷、速效钾和碱解氮含量均明显高于健康烟株，且有效磷和速效钾含量显著高于健康烟株（＜0.05，下同）。可见，黑胫病的侵染可改变烟株根际土壤的理化性质，降低有机质含量，明显增加速效养分含量。

2.2 健康与患病烟株根系AMF侵染率及土壤AMF孢子密度比较分析结果

在云烟121健康和患病烟株根系及根际土壤中均检测到AMF的存在（表4），且健康和患病烟株根系的AMF侵染率均较高，在70.00%以上。从表4可看出，健康与患病烟株根系AMF的侵染率、侵染密度和丛枝丰富度虽无显著差异，但健康烟株根系AMF侵染状况明显好于患病烟株；另外，在每10 g健康和患病烟株根际风干土壤中，AMF的孢子密度均在20.00个以上，且健康烟株根际土壤AMF孢子密度显著高于患病植株，说明健康烟株根际土壤的AMF孢子更丰富，与烟株根系AMF侵染状况相符。

2.3 健康与患病烟株根系AMF高通量测序结果

2.3.1 健康与患病烟株根系AMF序列统计比较分析从表5可看出，健康和患病烟株根系AMF经测序分别获得72495和73058条原始序列，经质控后可得到70762和71658条有效序列，平均序列长度为218.00和216.00 bp，按照97%的相似度进行聚类分析，分别得到738.00和636.00个OTUs。从检验结果可看出，健康烟株根系的OTUs数量显著高于患病烟株，健康烟株根系的AMF种类更丰富。

2.3.2 健康与患病烟株根系AMF稀释曲线比较分析 Shannon指数稀释曲线可反映样本在不同测序数量时的微生物多样性。从图1可看出，采样点供试样品的稀释曲线已趋于平稳，表明样品测序数据量足够大，能客观反映烟株根系中AMF群落的真实情况，可进行数据分析。从OTU水平上的Shannon指数值结果可看出，各健康植株样品明显高于患病植株样品，说明健康烟株根系AMF多样性更丰富。

2.3.3 健康与患病烟株根系AMF多样性比较分析Alpha多样性可用于反映样品的物种丰富度及多样性。由表6可看出，健康烟株根系AMF的ACE、Shannon和Chao指数均显著高于患病烟株，同时Simpson指数显著低于患病烟株，说明在患病烟株根系中连续抽样得到相同AMF物种的概率较高，其AMF多样性较低，且与健康烟株间达显著差异水平；此外，所测健康与患病烟株根系样品覆盖率分别为99.89%和99.91%，均在99.00%以上，说明本次检测结果准确可靠，能客观代表样品中AMF的多样性。

2.3.4 健康与患病烟株根系AMF种群归类比较分析在患病与健康烟株根系中共获得1410个AMFOTUs，排除不可归类，其余均为球囊菌纲（Glomeromycetes）的种类。所有可归类的AMF分别归属于4个目：原囊霉目（Archaeosporales）、多孢囊霉目（Diversisporales）、球囊霉目（Glomerales）和类球囊霉目（Paraglomerales）；5个科：原囊霉科（Archaeosporaceae）、多孢囊霉科（Diversisporaceae）、巨孢囊霉科（Gigasporaceae）、球囊霉科（Glomeraceae）和类球囊霉科（Paraglomeraceae）；6个属：球囊霉属（）、类球囊霉属（）、多孢囊霉属（）、原囊霉属（）、盾巨孢囊霉属（）和巨孢囊霉属（）。从不同分类阶层总数统计结果可知，在目、科水平上，健康与患病烟株根系AMF的组成数目差异不明显，但在属水平上，健康烟株根系AMF种类多于患病烟株。

2.3.5 健康与患病烟株根系AMF在目水平上比较分析在目水平上（图2），健康与患病烟株根系AMF可归类目均为原囊霉目、多孢囊霉目、球囊霉目和类球囊霉目。在健康烟株根系中，球囊霉目为优势目，占比48.46%；其次为类球囊霉目，占比40.60%；多孢囊霉目和原囊霉目数量相对较少，占比分别为10.76%和0.17%。在患病烟株根系中，类球囊霉目为优势目，占比为53.55%；其次为球囊霉目和多孢囊霉目，占比分别为24.46%和20.90%，原囊霉目占比较少，仅占总数的1.08%。可见，在目水平上健康与患病烟株根系AMF种类相同，但占比不同，优势目种类亦不相同。

2.3.6 健康与患病烟株根系AMF在科水平上比较分析在科水平上（图3），健康与患病烟株根系AMF可归类科均为原囊霉科、多孢囊霉科、巨孢囊霉科、球囊霉科和类球囊霉科。其中，健康烟株根系中球囊霉科为优势科，占比48.50%；其次为类球囊霉科和多孢囊霉科，占比分别为40.63%和10.01%；巨孢囊霉科和原囊霉科数目相对较少，占比分别为0.75%和0.09%。在患病烟株根系中，类球囊霉科为优势科，占比53.70%；其次为球囊霉科和多孢囊霉科，占比分别为24.53%和20.57%；原囊霉科和巨孢囊霉科占比较少，仅占0.92%和0.27%。可见，在健康与患病烟株根系中，在科水平上AMF种类相同，但优势科不同，与目水平的结果指向一致。

2.3.7 健康与患病烟株根系AMF在属水平上比较分析由图4可知，在属水平上，健康烟株根系AMF可归类属为球囊霉属、类球囊霉属、多孢囊霉属、原囊霉属、盾巨孢囊霉属和巨孢囊霉属；患病烟株根系AMF可归类属为球囊霉属、类球囊霉属、多孢囊霉属、原囊霉属和盾巨孢囊霉属。其中，健康烟株根系中球囊霉属为优势属，占比48.50%；其次为类球囊霉属和多孢囊霉属，占比分别为40.63%和10.02%；原囊霉属和盾巨孢囊霉属占比相对较少，仅占0.52%和0.08%；巨孢囊霉属为健康烟株根系中特有的群落，仅占0.22%。在患病烟株根系中，类球囊霉属为优势属，占比53.69%；其次为球囊霉属和多孢囊霉属，占比分别为24.53%和20.57%；而原囊霉属和盾巨孢囊霉属占比不足1.00%，仅0.92%和0.27%。综上所述，在属水平上，健康与患病烟株根系AMF优势属存在差异，且巨孢囊霉属为健康烟株根系AMF特有的属。

2.3.8 健康与患病烟株根系AMF Venn图比较分析Venn图可直观地体现健康与患病烟株根系AMF群落OTU组成的差异及共有物种的情况。由图5可知，健康烟株根系中特异性AMF群落OTU数量为393，占总OTU序列数的27.87%，患病烟株根系中特异性AMF群落OTU数量为259，占总OTU序列数的18.37%；此外，健康与患病烟株根系共有的OTU数量为758，占总OTU序列数的53.76%。其中，球囊霉属、类球囊霉属、多孢囊霉属、原囊霉属和盾巨孢囊霉属为健康和患病烟株根系共有属，巨孢囊霉属为健康烟株根系特有属。

2.3.9 健康与患病烟株根系AMF群落PCA分析为进一步探明黑胫病侵染对烟草根系AMF群落结构的影响，基于OTU水平进行PCA分析。结果（图6）发现，健康与患病烟株在PC1维度上分为2组，说明黑胫病的侵染可明显改变烟株根系的AMF群落结构；患病烟株3个重复间更加聚集，而健康烟株3个重复间较分散，患病与健康烟株根系2组样品间分化明显，说明健康与患病烟株根系AMF群落结构存在差异。

2.3.10 土壤理化性质对烟株根系AMF多样性的影响通过Spearman相关性系数评估烟株根际土壤理化性质与根系AMF多样性的相关性，结果见表7。由表7可看出，速效钾和有效磷对AMF多样性和丰富度的影响最大，其中，有效磷、速效钾和碱解氮与AMF丰富度指数（Chao指数和ACE指数）均呈负相关，且有效磷和速效钾与之相关性达极显著水平（＜0.01，下同）；有效磷、速效钾和碱解氮与AMF多样性指数（Shannon指数）均呈负相关，且有效磷和速效钾与之相关性达显著水平；有效磷、速效钾和碱解氮与AMF多样性指数（Simpson指数）均呈正相关，且有效磷和速效钾与之相关性达显著水平；pH、有机质与多样性和丰富度指数相关性均未达显著水平。

2.3.11 土壤理化性质对烟株根系AMF属水平上相对丰度的影响由图7可知，pH、有效磷、速效钾、碱解氮和有机质含量均对AMF优势属的丰度有一定影响。第1排序轴和第2排序轴解释信息量分别为76.4%和18.8%，其中，有效磷对AMF属水平上的相对丰度影响最大，其次为速效钾；有效磷、速效钾和碱解氮均与类球囊霉属、原囊霉属和多孢囊霉属的相关丰度呈正相关，与盾巨孢囊霉属、巨孢囊霉属和球囊霉属的相关丰度呈负相关；pH与盾巨孢囊霉属、巨孢囊霉属和球囊霉属的相关丰度呈正相关，与类球囊霉属、原囊霉属和多孢囊霉属的相对丰度呈负相关；有机质含量与巨孢囊霉属、多孢囊霉属和球囊霉属的相关丰度呈正相关，与其他属的相关丰度呈负相关。

3 讨论

AMF作为植物常见的共生真菌，可定殖于90%以上的维管植物中（曹敏等，2020）。烟草是可与AMF建立共生关系的农作物之一，前人研究表明在烟草根际土壤和根内存在着丰富的AMF资源（曹本福等，2021）。李昕竺（2013）采用DGGE法在攀枝花市盐边县5个不同烟草生产区土壤中共发现3属29种AMF孢子。王婷婷（2013）采用显微形态观察法在贵州省主要烟草产区土壤共分离、鉴定出4属20种AMF。本课题组前期采用分子克隆文库方法在4个云南主栽烟草品种根系共发现21个OTUs（任禛等，2016）。而本研究采用Illumina高通量测序技术，在健康与感黑胫病烟株根系中共检测到1410个AMFOTUs。可见，采用高通量测序技术可在烟草根系中获得更多的AMF种类。由于AMF缺乏明显的种属特性，在显微镜下难以区别鉴定，给AMF多样性研究带来一定的局限性；同时，DGGE和克隆文库构建等分子生物学方法则存在扩增片段短、信息量不足的问题；而Illumina高通量测序具有通量高、准确率高的优势（秦楠等，2011；施军琼等，2020），可克服这些方法的局限，扩大人们对烟草AMF类群的认知。

本研究通过高通量测序首次在烟株根系AMF中发现多孢囊霉属，多孢囊霉属为健康与患病烟株共有属，且相比健康烟株，患病烟株的多孢囊霉属相对丰度增加10.55%。朱亮等（2020）研究表明，多孢囊霉属与磷含量的相关性最大，且与磷含量呈正相关，本研究结果与之一致。初步推测可能是烟株患病后有效磷含量显著增加，这可能是导致患病烟株根系中多孢囊霉属丰度增加的原因之一。此外，本研究发现巨孢囊霉属为健康烟株特有属，Duc和Posta（2018）通过对番茄植株接种珠状巨孢囊霉（），发现珠状巨孢囊霉虽然定殖率较低，但对其枯萎病和溃疡病病原（subsp.）的抗性较高。因此，巨孢囊霉属可能会提高植物对病害的抗性，但是否会提高烟株对黑胫病的抗性还需进一步验证。

有研究报道AMF侵染率和孢子密度与农作物病害的发病率、病情指数呈显著负相关（尼玛此姆等，2020），因此，农作物被病害侵袭就有可能影响AMF的侵染率和孢子密度。本研究发现，健康烟株根系的AMF侵染率、侵染密度和丛枝丰富度明显高于患病烟株，且前者根际土壤中的AMF孢子密度显著高于后者。娄璇（2019）在对辣椒疫病发病率与AMF侵染率的关系研究中同样证实健康幼苗的AMF侵染率高于患病幼苗。AMF与引发烟株黑胫病和辣椒疫病的疫霉均为真菌微生物，且均为土传病害，感病烟株其根际土壤中必然存在着大量病原菌，这些病原菌可与AMF在土壤中竞争生存空间及营养物质，两者此消彼长，可导致AMF孢子密度下降。在烟株根内，AMF侵染水平下降除与病原菌相互竞争有关外，还可能与根际土壤中AMF孢子密度减少所引发的竞争能力减弱有关。同时，土壤理化性质分析结果表明，感病烟株根际土壤中的有效磷、速效钾和碱解氮含量等均高于健康烟株，初步推测可能是烟草黑胫病为维管束系统性病害，患病后烟株根部和茎基部的维管束坏死（张凯等，2015），使土壤养分无法从植株地下部运输到地上部，导致土壤养分残留量较大，患病烟株根际土壤中大量元素的速效含量偏高。但土壤理化性质—土传病害—AMF间的相关关系还有待进一步研究。

AMF多样性和群落结构会受到土壤因子、不同宿主植物、气候因子和CO浓度等因素的影响（Johnson，2010；Maček et al.，2011；蒋胜竞等，2014；李雪静等，2017）。本研究发现，与感染黑胫病的烟株相比，健康烟株根系AMF-OTUs数量更丰富，且ACE、Shannon和Chao指数更高，差异均达显著水平。可见，感染黑胫病可显著降低烟草根系AMF的多样性。有研究报道，黄龙病菌侵染赣州柑橘可降低其根系AMF的Chao、Shannon和Sobs等多样性指数（宋放等，2019），本研究结果与之一致，均证实病原菌存在对AMF多样性的负调控作用。同时，本研究证实，在目和科水平上，健康烟株和患病烟株根系AMF种类相同，但具体分布不同，优势种类亦不相同；在属水平上2种烟株根系AMF群落结构差异明显，球囊霉属是健康烟株根系的优势属，而类球囊霉属是感病烟株根系的优势属；PCA分析结果表明健康与患病烟株根系AMF群落存在明显差异。结合上述结果，本研究认为黑胫病侵染不仅可降低烟草根系AMF侵染的种类及多样性，还可改变AMF的群落结构。宋放等（2019）亦证实黄龙病存在可明显改变柑橘根系AMF的菌种组成和相对丰度。初步推测，一方面，由于患病烟株其根际土壤及根内均存在一定程度的病原菌，病原菌的存在改变了烟草根系周围微生态环境，且与AMF发生竞争关系，导致患病烟株根系AMF多样性下降；另一方面，不同AMF种类对胁迫环境的适应性存在差异，有些非主要的AMF，由于其能更好地适应胁迫环境而转变成为主要种类，有些AMF对胁迫环境较敏感，其数量下降或消失，最终导致感黑胫病烟株根系AMF组成结构发生改变。

在土壤中，速效养分是可被植物直接吸收利用的养分形态，其与AMF间的关系更为密切。本研究结果表明，烟株根际土壤中的有效磷、速效钾和碱解氮均与根系AMF多样性指数呈负相关，其中有效磷和速效钾与之相关性达显著水平。进一步研究发现，在土壤的速效养分中，有效磷和速效钾对根系AMF多样性和丰富度影响最大。可见，土壤中的有效磷含量对烟株根系AMF组成结构的影响更明显。刘敏等（2020）对柄扁桃根围土壤理化性质与土壤中AMF群落组成进行研究，发现AMF丰富度与土壤速效磷和土壤含水量呈显著负相关，且AMF多样性与速效磷和速效氮含量间呈显著负相关，本研究结果与之一致，均证实土壤速效养分含量与AMF多样性和丰度间的负相关性，尤其是磷元素的影响更重要。研究者认为导致这种现象可能存在两方面的原因：一方面，在土壤速效养分含量较高的条件下，植物可更多地利用自身根系去吸收营养，从而降低对AMF的依赖性，两者共生关系弱化，影响AMF生长及对烟株根系的侵染（Liu et al.，2019）；另一方面，AMF是对磷较敏感的真菌微生物，土壤有效磷含量较高往往会抑制AMF的发育和功能，导致AMF生长受阻，多样性下降（He et al.，2010）。本研究仅初步探究了土壤速效养分与AMF多样性和丰富度的相关性，但不同浓度的速效养分对AMF的影响有待进一步探究。