研究背景
根瘤菌和丛枝菌根真菌（AMF）是重要的共生微生物，对生长在金属污染土壤中的植物有利。然而，目前仍不清楚接种的微生物如何影响根际微生物群落，或者根际微生物群落的后续变化是否有助于提高金属胁迫下的植物抗性。研究目的
研究接种根瘤菌和AMF对苜蓿抗镉（Cd）胁迫的影响，利用16S和ITSrRNA基因的高通量测序，进一步分析了根际微生物群落接种后的响应及其在提高紫花苜蓿抗性方面的作用。技术路线
研究结果
1、根际土壤理化性质
根据双因素方差分析的结果，Cd、接种处理及其相互作用对NO3--N，NH4+-N，SOC和AP含量有显著影响（P0.05）。对于所有Cd处理，除土壤pH值外，SOC含量，SOC:TN和SOC:TP比值均高于对照。此外，共同接种显著增加了NH4+-N和AP含量。
2、植物的物理化学性质和植物组织对Cd的吸收情况
添加Cd和接种根瘤菌以及AMF都显著影响紫花苜蓿生物量，包括芽和根(P＜0.01；表1)。此外，接种处理大大提高了紫花苜蓿的芽和根生物量，而添加Cd则显著降低了紫花苜蓿的芽和根生物量（P＜0.01）。例如，在添加Cd的根瘤菌和AMF共同接种的处理中，紫花苜蓿生物量最高（3.35±0.g/pot）。此外，紫花苜蓿芽和根中的Cd浓度显著受Cd添加、接种及其相互作用的影响。接种和Cd处理大大增加了紫花苜蓿芽和根的Cd吸收含量（表1）。与对照(未接种)相比，所有接种处理下根中的Cd含量均高于芽中的Cd含量(P0.05)。此外，相对于对照而言，在添加Cd后，接种处理芽中的Cd浓度均高出1.2倍。在添加Cd的共同接种处理中，芽中Cd的总吸收量最高(30.6±1.81mg/pot)。与添加Cd的对照(未接种)相比，单独接种和共同接种处理的芽中，Cd的总吸收量显著更高（系数分别为1.4和1.6），（P0.05）。在单独接种和未接种处理中，根瘤菌和AMF共同接种处理的总Cd吸收量最高。
接种后，芽和根的抗氧化能力明显增强，其中AR、AM和ARM处理的SOD、CAT和POD活性均显著高于A处理（P＜0.05；表2）。与未接种和单独接种处理相比，根瘤菌和AMF共同接种处理中紫花苜蓿的SOD、CAT和POD活性最高。例如，在ARM处理中，芽的SOD活性比A处理大1.4倍。AR、AM和ARM处理中芽的MDA含量明显低于A处理(分别降低27.28%、21.81%和34.09%)(P＜0.05；表2)。此外，与对照未接种植物相比，共同接种处理中MDA、H2O2和O2-含量最低。
表1生物量、Cd含量和植物组织对Cd的吸收。
表2不同处理中植物芽的丙二醛(MDA)、活性氧(O2-，H2O2)和抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD))含量。
3、根际微生物群落的α多样性
所有土壤样品共鉴定出条高质量的微生物序列，其中真菌序列条，细菌序列条，在97%的相似度截止水平下，可分别聚类为和个OTU。对于细菌群落来说，OTU、ACE、Chao1、Simpson和Shannon-Wiener指数均受到Cd添加、接种及其相互作用的显著影响(P＜0.05；图1)。特别是在接种处理下，Cd的添加大大降低了细菌Simpson多样性指数。在添加Cd的情况下，接种显著降低了细菌Simpson多样性指数，而在对照处理中则增加了细菌Simpson多样性指数。对于真菌群落来说，Cd的添加、接种以及它们之间的相互作用对Chao1和Simpson多样性指数都有明显的影响。特别是在所有接种处理下，Cd的添加都显著提高了真菌的Simpson多样性指数（P＜0.05；图1）。接种与添加Cd处理和对照处理都能显著提高真菌的Simpson多样性指数。添加Cd处理和对照处理，接种后均可显著提高真菌的Simpson多样性指数。
图1不同处理之间细菌（A，B），真菌（C，D）α多样性的差异。
4、根际微生物群落的结构
我们的研究在所有不同的处理中检测到了10个细菌门类(相对丰度1%)，即变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、蓝藻细菌门（Cyanobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、髌骨细菌门（Patescibacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和疣微菌门（Verru