近日，國家重點實驗室森林健康研究團隊（周旭東教授課題組）在國際知名學術期刊Microbiology Spectrum（IF=7.171）發表了題為“Increased Tea Saponin Content Influences the Diversity and Function of Plantation Soil Microbiomes”的研究論文。該研究系統地探究了不同年限油茶種植園土壤茶皂素積累量、土壤理化性質以及土壤微生物群落結構與功能的關系問題，為提出合理的油茶種植園管理措施、綠色健康可持續的油茶栽培技術體系提供了數據支撐和理論基礎。
油茶（Camellia oleifera）是我國特有的木本油料作物，已有2000多年的栽培與利用歷史，主要分布在長江流域及以南的15個省區。油茶直接服務于國家鄉村振興、糧油安全和木本油料產業發展戰略，是助力當地百姓脫貧致富的“幸福樹”。2019年全國油茶種植面積達到6800萬畝，產業總產值達到1160億元，帶動了173萬貧困人口增收。國家林業和草原局2020版《油茶產業發展指南》明確指出，規劃2025年油茶種植面積達到9000萬畝，其中包括改造低產林2000萬畝，產值達到4000億元。
我們在浙江省油茶種植園的調查中發現，在相同管理水平下，老油茶林相較于新油茶林樹勢較弱，表現出產量低下、病蟲害發生嚴重的現象。油茶組織中富含大量茶皂素這一類三萜皂苷類化合物。茶皂素具有一定的殺菌作用，是良好的植物源農藥。隨著種植年限的增加，植物次生代謝物（PSMs）隨植物凋落物的分解釋放到土壤中并積累。具有殺菌作用的PSMs會對土壤微生物菌群結構及其功能產生影響。尤其是對土壤核心功能菌群結構的重組，會對土壤微生態系統的營養物質循環產生一定影響進而對植株本身的健康都會產生一定影響。我們推測，除去樹齡老化等原因之外，油茶凋落物可能會釋放茶皂素進入土壤，隨著種植年限增加茶皂素的積累也可能導致土壤質量下降，進而影響油茶長勢，產量降低。
Effects ofC. oleiferaplantation ages on soil microbiome structures and diversities.
研究對3個地區不同樣地獲取的土壤進行了茶皂素積累量，代表性土壤理化性質測定；土壤微生物擴增子及宏基因組測序。經分析認為，油茶種植年限的增加會導致土壤內茶皂素積累量增加；茶皂素在土壤中的積累進一步影響土壤微生物群落，其中不動桿菌顯著富集于茶皂素含量高的老油茶林土壤中。宏基因組分析發現，與甾體降解相關的Ko00984通路富集于老油茶林土壤微生物組中，這可能與茶皂素內重要成分甾體化合物降解相關；而與纖維素降解相關的Ko00365在老油茶林土壤微生物組中則顯著被抑制，進而抑制了土壤有機質的進一步分解，阻礙了土壤營養物質循環過程，最終導致土壤貧瘠，樹勢衰弱、產量降低。
該研究由國家重點實驗室森林健康“森林-昆蟲-微生物互作”研究團隊完成，國家重點實驗室為第一單位和通訊作者單位，核心成員張守科博士為第一作者，周旭東教授為通訊作者。中國科學院大學孔君洽博士，陳龍飛副研究員，浙江農林大學郭愷副教授參與了此項工作。該研究得到浙江農林大學科研發展基金國家級人才啟動項目（2020FR036）及國家重點實驗室自主研究課題（CY20210201）項目資助。
（國家重點實驗室）
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