现代植物培养实验探索二叠纪‒三叠纪大灭绝事件后陆地植被演替的微生物驱动力

Modern Climate⁃Controlled Plant Growth Experiments Exploring the Microbial Drivers of Terrestrial Vegetation Succession after the Permian⁃Triassic Mass Extinction

摘要

植物通过与微生物共生（如菌根真菌与固氮细菌），增强自身对矿物质营养元素与水分的吸收能力，提高对极端气候的耐受性.尽管植物‒微生物共生作用的意义重大，但由于化石难以保存，地球历史关键气候转折期中有关植物与微生物共生关系的直接证据较为稀缺.以二叠纪‒三叠纪生物大灭绝期间残存植物的现代亲缘种为研究对象（异叶南洋杉Araucaria heterophylla、福建苏铁Cycas revoluta和银杏Ginkgo biloba），通过设置人工气候植物培养箱组的温度，进行一年的培养，通过高通量扩增子测序分析这些植物根系微生物的群落组成和相对丰度变化，与化石记录的植物演化过程对比，探索三叠纪极端温室气候下微生物与植物相互作用关系对植物生存的影响.初步结果表明，在常温25 ℃的基础上升高10 ℃后，南洋杉根际微生物中有益和有害微生物的相对丰度比例高于苏铁和银杏，这可能是南洋杉这类松柏类植物能在早三叠世极端高温环境中成为主要类群的原因之一.然而，随着培养温度降低至30 ℃和25 ℃，苏铁和银杏根际微生物的表现更为优越，分别在稍冷的晚三叠世及之后的群落中占据优势地位.本研究从微生物的角度揭示了二叠纪‒三叠纪大灭绝后植物适应极端温室气候的机制，为理解深时植物‒微生物‒环境相互作用提供了重要数据支撑.

Abstract

Plants enhance their nutrient and water uptake and improve resilience to extreme climates through mutualism with microorganisms, including mycorrhizal fungi and nitrogen-fixing bacteria. Despite the ecological significance of plant-microbe interactions, direct evidence of such symbioses during critical climate transitions in Earth’s history remains limited due to the lack of relevant fossil records. This study adopts a modern-analogue approach, focusing on extant relatives of plants that survived the Permian-Triassic mass extinction, including Araucaria heterophylla, Cycas revoluta, and Ginkgo biloba. Using artificial climate chambers with temperature gradients, these plants were cultivated for one year, and high-throughput amplicon sequencing was employed to analyse the composition and relative abundance of root-associated microbial communities. The findings were then compared to plant fossil evidence to explore the impact of plant-microbe symbioses on plant survival under the extreme greenhouse climates of the Triassic. Preliminary results indicate that increasing the temperature by 10 °C above 25 °C resulted in a higher relative abundance ratio of beneficial and harmful microorganisms in the rhizosphere of Araucaria compared to Cycas and Ginkgo. This may explain why coniferous plants like Araucaria became dominant during the high-temperature conditions of the Early Triassic. However, at lower temperatures (30 °C and 25 °C), the microbial communities associated with Cycas and Ginkgo exhibited greater adaptive advantages, consistent with their later dominance in cooler Late Triassic and post-Triassic ecosystems. This study provides microbial-based insights into the mechanisms by which plants adapted to extreme greenhouse climates following the Permian-Triassic mass extinction and contributes valuable data for understanding deep-time plant-microbe-environment interactions.

Graphical abstract

关键词

丛枝菌根 / 外生菌根 / 植物化石记录 / 南洋杉 / 银杏 / 苏铁 / 高通量扩增子测序 / 温室效应 / 气候变化.

Key words

arbuscular mycorrhiza (AM) / ectotrophic mycorrhiza (EcM) / plant fossil records / Araucaria heterophylla / Cycas revolute / Ginkgo biloba / high throughput sequencing technology / greenhouse effect / climate change

0 引言

陆地高等植物与微生物之间的互利共生关系，包括与真菌形成的菌根结构，以及与细菌形成的根瘤，对植物演化起着至关重要的作用（Remy et al.， 1994； Blackwell， 2000； Wang and Qiu， 2006； Morris et al.， 2018； 卢明镇，2020； Tian et al.， 2021）.植物与真菌共生主要存在两种形态，主要区别在于菌丝是否进入植物根系细胞内部，进入细胞内部的真菌类型为内生菌根（Endomycorrhiza），不进入细胞内部仅在细胞间隙穿过并在外部形成菌鞘包裹根系的称为外生菌根（Ectotrophic mycorrhiza），常见的蘑菇如牛肝菌等为外生菌根的地上子实体（图1）.全球超过95%的高等植物科中包含能够与微生物形成共生关系的属种，充分体现了这种关系在陆地生态系统中的关键地位（Trappe， 1987）.现代岛屿生物地理学实验表明菌根甚至能够影响全球植被分布，菌根和特定植物的共生关系可作为过滤器筛选定植的植物类型（Delavaux et al.， 2019）.

植物与微生物共生历史悠久，约4.6亿年前奥陶纪，已有与现代Glomaromycota菌根真菌形态十分相似的真菌菌丝和孢子化石记录，据分子钟推测菌根真菌可能约6亿年前已出现（Redecker et al.， 2000），随后约4亿年前早泥盆世英国莱尼燧石中记录了形态丰富的植物和真菌相互作用，以莱尼蕨为代表的早期维管植物内含有大量以丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza）为主的内生菌根繁殖体（Dotzler et al.， 2006，2009； Strullu⁃Derrien et al.， 2014）.登陆早期的植物由于其维管系统尚不发育，大部分早期植物甚至没有根系，无法高效获取水分和矿物质等营养元素，尤其是在早期陆表大多为未被风化的基质岩石，菌根的存在是植物能够顺利登陆的关键，真菌菌丝极大增加了植物与环境接触部分的表面积，现代真菌菌丝和植物细根直径比指示这些植物共生者能够提高植物与环境的接触面约3 600倍，真菌为无机环境和有机植物体之间搭建水‒营养通道，促进了早期植物根系和根毛系统的演化，提高了植物对干旱和贫营养土壤环境的耐受能力（Pirozynski and Malloch， 1975； Hoysted et al.， 2018； Ma et al.， 2018）.

植物‒微生物相互作用不仅仅影响植物自身的生长和发育，还对土壤、海洋和大气的碳循环及营养循环产生深远影响，植物通过光合作用和根系风化作用在地球碳、氮、磷循环中发挥重要作用，这些作用通过与微生物的共生而被放大，微生物本身也蚀刻矿物参与风化过程，菌根真菌等土壤微生物驻扎在碳进入土壤食物网的关键入口，植物‒微生物共同改造着地球环境和气候（Taylor et al.， 2009，2012； Quirk et al.， 2012； Mills et al.， 2018）.微生物接收植物光合作用产生的碳（图1），2023年的全球调查表明陆生植物每年至少将1 312亿吨二氧化碳当量分配给菌根真菌的地下菌丝体，相当于目前每年人类化石燃料二氧化碳排放量的36%，微生物本身也是巨大碳库（Hawkins et al.， 2023）.作为交换，微生物向宿主提供磷和氮等营养物质，全球高达80%的植物氮（N）和磷（P）是由菌根真菌提供，例如，微生物中的腐生类型将植物的有机凋落物枯枝败叶分解为铵态氮（NH₄⁺），固氮菌（如根瘤菌）能够将大气中的氮气（N₂）通过生物固氮作用转化为铵态氮（NH₄⁺），亚硝化细菌和硝化细菌协作将铵态氮（NH₄⁺）进一步氧化为可以被植物同化吸收的硝态氮（NO₃^-），同时这些不稳定态的氮也会被反硝化细菌还原成NO₂^-或N₂从而逸出生态系统，重新进入大气和水体（图1）（赵之伟， 1999； van der Heijden et al.， 2015）.当今全球气候变化下，植物‒微生物共生关系的变化和其对环境和气候的正负反馈作用也是现代生态学研究的重点，为设计解决环境和气候挑战的生物技术应用提供方向（王元贞等，2003； Genre et al.， 2020； Field et al.， 2020）.从地球科学研究的角度来说，从地球历史中寻找微生物和植物共生对地球系统产生影响的事件，是对现在和未来资源与气候变化研究的重要补充.

植物与微生物共生关系受多种因素影响，本文聚焦于温度这一关键变量.现代以被子植物为主的森林研究表明，丛生菌根是增强共生植物对温度变化耐受性的主要生物因素之一，而温度则是决定植物生长与生产力的核心环境因素之一（Bunn et al.， 2009； Zhu et al.， 2017； Jian et al.， 2024）.地球历史上曾多次发生的剧烈环境和气候波动事件中，微生物和植物的生态关系是否对古植物的演化存在影响？其中，约2.5亿年前的二叠纪‒三叠纪生物大灭绝是地球升温速率和幅度都最大的一次事件，全球平均温度升高了8~10 ℃ （Scotese et al.， 2021； Judd et al.， 2024； Sun et al.， 2024），不仅导致海洋中超过90%动物物种灭绝（Dal Corso et al.， 2022），同时引发海洋微生物组成和丰度的剧烈变化，在海洋动物灭绝的第一幕时，海水中红藻和固氮细菌丰度显著增加；而在灭绝的第二幕时，绿硫细菌等进一步繁盛（Xie et al.， 2017）.这一时期陆地上也发生区域性的植物灭绝和全球范围内的植被生物量的显著减少，以孢子植物为主的古植代植物类群被以裸子植物为主的中植代植物类群替代（Xu et al.， 2022； Yu et al.， 2022； Shu et al.， 2023）.如此剧烈的植被组成变化和温度波动对与植物共存微生物的影响仍不清楚，微生物在植物的灭绝、生存和复苏过程中是否发挥了关键作用也尚待进一步研究.然而，由于微生物化石记录稀少以及生物标志化合物等替代指标研究的不足，岩石地层中关于植物‒微生物互动的直接证据有限（Remy et al.， 1994； 陶欣和陈双林，2020； Tian et al.， 2021）.

本研究采用“将今论古”的方法，在人工气候控制植物培养箱中种植低纬度华南地区二叠纪‒三叠纪从大灭绝事件中幸存并在复苏后持续繁盛植物的现生亲缘种（南洋杉、苏铁和银杏），通过设置植物培养箱的温度，控制其他环境和气候因子一致，模拟大灭绝事件后三叠纪极端温室气候演化过程中不同温度时，植物与微生物生态关系的变化.目前的研究正处于初步阶段，主要监测在不同温度下3种主要裸子植物（南洋杉、苏铁和银杏）根际土和根系内菌根真菌和根瘤细菌的种类及丰度的变化，通过与化石记录的植物演化过程对比，验证三叠纪这3种高等植物阶段性演替过程是否受到共生微生物的影响.

1 实验材料及方法

1.1　实验材料

本研究的实验材料选自南洋杉、苏铁和银杏等在二叠纪‒三叠纪之交已存在并成功度过生物大灭绝事件的裸子植物门类，以探索植物共生微生物在高温环境下是否对植物的生长和演替产生影响.实验样品为异叶南洋杉（Araucaria heterophylla）、福建苏铁（Cycas revoluta）和银杏（Ginkgo biloba）.所用植物样本均采购于中国华南地区低纬度苗圃基地，为人工培养植株，并非来源于野外保护种群（图2）.实验植株均为1年苗，自2022年起在中国地质大学（武汉）地质微生物与环境全国重点实验室陆地生物与环境模拟实验室的玻璃温室中进行正常养护.一年后，在2023年9月挑选根系强壮、无病害的健康植株作为实验材料，例如苏铁，已观察到肉眼可见的珊瑚状根瘤（图3）.每个植物属种选择3株作为重复样开展实验.

1.2　实验准备步骤

在实验准备阶段，实验人员着实验服用酒精进行自身清洁，同时对植物培养箱进行酒精擦拭及紫外线灯消毒，以确保环境的无菌性.实验所用土壤基质购自苗圃基地，具备良好的排水性、通气性和营养成分，主要由腐殖质、椰糠、腐熟有机肥、珍珠岩和园土混合而成.在准备阶段，将土壤基质充分混合均匀后进行烘干处理，并用紫外线照射6小时以去除其中的动物，适量降低土壤基质中微生物的丰度.实验开始前，对土壤基质进行高通量扩增子测序分析，结果显示，土壤基质中的有益和有害真菌和细菌含量均远低于植物样品，表明土壤基质原始微生物群落对实验结果的潜在影响已基本排除，为实验提供了更加可控的条件.

实验人员戴手套将实验植株从原培养盆中取出，抖动去除原始盆土，标记后统一种入混合均匀的土壤基质中，送入植物培养箱培养.考虑到本研究当前课题为二叠纪‒三叠纪生物大灭绝后升温过程中3种主要裸子植物根际微生物相对丰度的变化，实验温度设置参考了大灭绝前后的全球气温变化.在大灭绝前，全球平均温度约为25 ℃，大灭绝后早三叠世全球温度升高至35 ℃，而三叠纪中晚期温度则降低至30 ℃左右（Scotese et al.， 2021； Judd et al.， 2024）.因此，3个人工气候培养箱的最高温度分别设置为25 ℃、30 ℃和35 ℃（表1）.由于实验对象主要是根据低纬度华南地区古植被面貌选择，而当时华南地区位于热带，全年温度变化不大，本实验暂时只考虑温度这一单一变量，设置温度全年一致，未考虑季节.为模拟昼夜交替造成的温度波动，每个培养箱的温度在固定时刻进行调整，温度变化采用5 ℃的梯度进行抛物线式调节.例如，在最高温度为25 ℃的培养箱中，温度在早上9时至下午17时模拟白天状态，温度设置为25 ℃，其他时段则代表夜晚，温度设置为20 ℃.除温度外，3个培养箱的其他环境条件保持一致.光照强度模拟白天和夜晚的变化，设置为上午9时至17时期间光照强度为300 µmol∙m^-2∙s^-1，其他时段光照强度为0 µmol∙m^-2∙s^-1，空气和土壤湿度保持为70%~80%，以模拟南洋杉、苏铁和银杏生活的热带‒亚热带湿润气候，土壤pH维持在6~7之间.培养箱空气过滤流通正常，箱内CO₂分压与箱外大气一致，培养过程中不额外添加任何肥料或有机物.

1.3　微生物样品采样和测序步骤

植物样品定植入土壤基质后，在温度定量实验开始前，从所有植物样品中随机选择4株，取实验植物细根、根际土、土壤基质各2 g，植物细根样品用蒸馏水涮洗去除表面附着土壤，在无菌工作台上晾干.对所有样品进行高通量扩增子测序获得土壤基质、植物根际土和植物根系内细菌与真菌的群落组成和物种相对丰度，从而确定这些样品起始微生物组成，为后续解释微生物随时间的变化排除干扰.

每定期培养两个月，对每个实验样本的根际土和新生细根进行采样，新生细根通常颜色较浅，根系尖端分生组织发育.每种植物在每一个温度培养条件下共有3株样品，实验于2023年9月27日开始，至2024年9月30日结束，共测6次样品内的细菌和真菌组成，由于测试实验尚未结束，本论文以第一次（2023年9月）、第二次（2023年11月）和第五次（2024年8月）的高通量扩增子测序结果为主进行分析.

1.4　DNA提取及扩增子测序

使用DNA® SPIN试剂盒（Q⁃BIOgene 公司，美国加利福尼亚州卡尔斯巴德）进行根际土和细根DNA的提取.利用1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA的完整性和纯度，同时利用NanoDropOne检测DNA的浓度和纯度.

使用真菌特异性引物（ITS3⁃F： GCATCGATGAAGAACGCAGC和ITS4⁃R： TCCTCCGCTTATTGATATGC）扩增真菌基因组中的ITS2区域；使用细菌特异性引物（799F： AACMGGATTAGATACCCKG和1193R： ACGTCATCCCCACCTTCC）扩增细菌16S rRNA基因的V5⁃V7区域.然后用ABIGeneAmp®9700 PCR热循环仪（ABI，CA，USA）进行扩增.基因的PCR扩增过程如下：95 ℃初始变性3 min，95 ℃变性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃扩展45 s，72 ℃单次扩展10 min，结束后保持在10 ℃.PCR 反应混合物的组成如下：4 μL 5× TransStart FasQTPfu 缓冲液、2 μL 2.5 mmol/L dNTPs、0.8 μL 5 μmol/L正向引物、0.8 μL 5 μmol/L反向引物、0.4 μL TransStart FasQTPfu DNA 聚合酶、10 ng 模板 DNA，以及 dd H₂O （双蒸水） 补足至 20 μL 总体积.PCR反应一式三份.从2%琼脂糖凝胶中提取PCR产物，根据生产商的说明使用AxyPrep DNA凝胶提取试剂盒（Axygen Biosciences， Union City， CA， USA）进行纯化，并使用Quantus™荧光仪（Promega， USA）进行定量.纯化的扩增子以等摩尔量汇集，并在Illumina NovaSeq PE250平台（Illumina，USA）上进行配对测序.

使用USEARCH对原始序列进行处理.首先将序列合并，然后去除引物.采用以下设置对序列进行质量筛选：最大预期错误概率大于1.0的序列将从分析中剔除.之后，所有序列都被归类为同一性为100%的ASV.根据Silva数据库（2019.12，第138版）对序列进行分类，最低置信度为80%.对测序数据的分析基于扩增片段序列变异（ASVs）.之后使用Silva 138 16S rRNA数据库训练的朴素贝叶斯分类器对ASV代表序列进行分类注释.

1.5　有益和有害微生物划分

本研究首先分析每种植物的每个样品内的微生物群落结构和相对丰度组成，通过查询文献获得在本实验结果中常见的真菌和细菌属种与植物的共生关系类型（见表2），然后对比不同样品之间的微生物群落组成差异，绘制对植物有益和有害类型微生物相对比例随着时间变化折线图.

2 实验结果

2.1　人工气候培养实验前样品微生物群落结构和相对丰度（Relative abundance）

人工气候培养实验开始前，植物细根、根际土壤和土壤基质中的真菌多样性较高.基于高通量扩增子测序的分析结果显示，微生物的操作分类单元（OTU）数量在 1 514 至 2 070 之间，以3个门为主，包括子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、真球囊菌门（Glomeromycota），其中真球囊菌门是形成内生菌根中丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza， 简称AM）的主要真菌，担子菌和子囊菌门常与植物形成外生菌根（Ectotrophic mycorrhiza， 简称EcM）.植物根际土和土壤基质的真菌群落组成与植物根系内的真菌群落存在显著差异.根际土和土壤基质中常见的类群包括子囊菌门的粪壳菌纲Sordariomycetes、粪盘菌属Ascobolus、瓶霉菌属Phialemonium，以及担子菌门的白环菇属Leucocoprinus和锥盖伞属Conocybe.这些土壤中普遍存在的真菌在植物根系中几乎未见分布.本实验中微生物与植物的常见主要共存关系见表2.

接下来对每个植物物种根际土和细根的微生物群落组成进行分析（图4），结果显示实验前，南洋杉4株样品细根内真菌物种组成较为相似，主要以病原菌为主，子囊菌门的褐小穴壳菌属Phaeoacremonium、指壳菌属Dactylonectria和丛赤壳科Nectriaceae在样品中的相对丰度相近（图4）.银杏样品的细根内真菌组成有其独特性，4个样品中，除了二号样品外，其他样品均以病原菌担子菌门的亡革菌属Thanatephrous为主，此外，还含有部分子囊菌指壳菌属Dactylonectria和镰孢菌属Fusarium.银杏二号样品细根内以担子菌门角担菌科Ceratobasidiaceae为主.苏铁4个样本的细根中均含有子囊菌门粪壳菌纲Sordariomycetes，而这一类群在南洋杉和银杏的细根中几乎未被发现，其他真菌在苏铁样品之间的分布并不均匀，苏铁四号样品主要含有担子菌门的角担菌科Ceratobasidiaceae、子囊菌门曲霉属Aspergillus和Dactylonectria属，苏铁三号样品含子囊菌门褐小穴壳菌属Phaeoacremonium、丛赤壳科Nectriaceae、镰孢菌属Fusarium，苏铁一号和二号样品含有极少比例的子囊菌曲霉属Aspergillus、瓶霉菌属Phialemonium和担子菌门亡革菌属Thanatephorus（图4）.

未开始实验前，植物根际土和细根内的细菌物种多样，微生物的操作分类单元（OTU）数量在9 653~27 742之间，主要为放线菌门Actinobateria和变形菌门Proteobacteria，放射菌门和变形菌门中的部分细菌可以和植物形成共生关系，存在形式多样，部分附着在植物表面，或进入植物根系内部形成菌瘤.根际土和土壤基质中仅含可识别比例较低的绿弯菌门绳菌纲Anaerolineae，土壤中常见的绿弯菌通常不与植物共生，多生活在厌氧环境，部分类似蓝细菌可进行光合反应.其他细菌由于每一属种的相对丰度均不超过1%所以归纳标记为其他，不计入讨论（图5）.

实验开始前，所有植物类型的根系中以放射菌门的链霉菌属Streptomyces为主，其能够形成根瘤，属于对植物生长有直接或间接促进作用的有益菌（图5）.样品中其他细菌组成与植物门类有密切相关性.4株南洋杉细根中的细菌群落结构较为相似，与苏铁和银杏根内细菌组成不同，南洋杉的特征分子为放射菌门的链霉菌属Streptomyces，占据样品细菌群落相对丰度的70%以上，含有比例较低的变形菌门Paraburkholderia kururiensis、根瘤菌组Allorhizobium异根瘤菌⁃Neorhizobium新根瘤菌⁃Pararhizobium旁根瘤菌⁃Rhizobium根瘤菌、Dongia属.银杏4株样品细根中的细菌群落组成略有不同，整体相似，不同细菌物种之间的相对丰度差异极大，4个样品中共有特征分子为变形菌门假单胞菌属Pseudomonas，一号和二号样品细根细菌以变形菌门Paraburkholderia kururiensis和假单胞菌属Pseudomonas为主，还有相对比例较低的变形菌门罗丹诺杆菌科Rhodanobacteraceae、根瘤菌组Allorhizobium⁃Neorhizobium⁃Pararhizobium⁃Rhizobium、伯克氏菌目Burkholderiaceae、布尔克霍尔德菌组Burkholderia⁃Caballeronia⁃Paraburkholderia，银杏三号样品以变形菌门假单胞菌属Pseudomonas、肠杆菌科Enterobacteriaceae为主，含有相对丰度~10%的变形菌门根瘤菌组Allorhizobium⁃Neorhizobium⁃Pararhizobium⁃Rhizobium和伯克氏菌目Burkholderiaceae，银杏四号样品与三号样品物种组成相似但每个物种的相对丰度均有稍稍降低，除此之外，四号样品中变形菌门布尔克霍尔德菌组Burkholderia⁃Caballeronia⁃Paraburkholderia比例升高.苏铁主要与细菌根瘤共生，苏铁细根样品除三号外，特征和主要分子均为变形菌根瘤菌组Allorhizobium⁃Neorhizobium⁃Pararhizobium⁃Rhizobium，其和放线菌链霉菌属Streptomyces一起可占细菌相对丰度的60%以上，均是形成根瘤的细菌类型，样品也含有相对丰度较低的变形菌门布尔克霍尔德菌组Burkholderia⁃Caballeronia⁃Paraburkholderia、贪噬菌属Variovorax，其中Variovorax主要通过促进根瘤细菌的生长从而间接促进植物的生长.苏铁四号样品细根的细菌组成与银杏更为相似，含有相对丰度~50%变形菌Paraburkholderia kururiensis和比例较低的但在苏铁其他样品中占据主要地位的根瘤类型变形菌物种（图5）.

2.2　温度梯度培养下样品微生物的相对丰度变化

实验过程中，30 ℃培养箱内的3株银杏和35 ℃培养箱内1株南洋杉在培养6个月后全部死亡，死亡后没有测试微生物数据，不计入结果统计，其余植物样品存活良好.实验初期的前3个月，植物细根内的菌根有益真菌相对丰度显著增加，根际土中的菌根有益真菌相对丰度也同步升高，特别是在30 ℃和35 ℃条件下培养的银杏，其菌根真菌相对丰度升高幅度接近40%.在培养11个月后，不同植物表现出不同的菌根动态：（1）南洋杉：35 ℃条件下的细根中菌根真菌相对丰度显著高于30 ℃条件下的样本.（2）苏铁：与南洋杉相反，30 ℃条件下的菌根真菌相对丰度略高于35 ℃.（3）银杏：仅在25 ℃条件下细根中的菌根真菌相对丰度持续增加，但仍低于苏铁和南洋杉；而在35 ℃条件下，银杏的菌根真菌相对丰度急剧下降，接近为零.

根际土中的腐生真菌（对植物间接有益）相对丰度随着培养时间的延长逐渐降低，至实验结束时几乎为零.

病原真菌主要分布于植物细根中（图6）.在实验开始时，除苏铁外的所有植物细根中病原真菌的相对丰度均较高，其中南洋杉高达~70%，银杏为~30%.在前3个月培养期间，南洋杉和银杏细根中的病原真菌相对丰度显著降低，而对植物有益的菌根真菌则相对增加，呈现此消彼长的关系.在后续培养中，不同植物和温度条件下的病原菌表现如下：（1）南洋杉：35 ℃条件下，细根中病原真菌相对丰度持续降低；而30 ℃条件下，病原真菌相对丰度略有升高.（2）银杏：无论培养温度为何，在11个月后细根中病原真菌的相对丰度均大幅增加.（3）苏铁：前3个月病原真菌相对丰度增加约20%，随后保持相对稳定或小幅增加.

植物根际土中有益细菌的相对丰度先小幅降低，然后大幅升高，最终增加约30%（图6）.在植物细根中，有益细菌的相对丰度在培养前已较高（超过40%）.11个月的培养过程中，不同植物的表现如下：（1）苏铁：细根中的有益细菌相对丰度持续增加.（2）南洋杉：细根中有益细菌在前3个月略有降低，但在35 ℃条件下的样本中，长时间培养后有益细菌相对丰度增加，而30 ℃条件下的样本中则相对丰度下降.（3）银杏：细根中有益细菌的相对丰度在25 ℃和35 ℃条件下有所增加.

3 讨论

与植物共生的微生物根据其自身代谢的主要特征和对植物生理过程影响类型被划分为有益类型、有害类型和无直接作用类型.对于真菌来说，有益类型包括与植物共生形成菌根结构并直接促进植物生长发育的菌根真菌，以及通过分解土壤有机质如植物枯枝败叶从而增加土壤营养元素含量从而间接促进植物生长发育的腐生真菌；有害类型为能感染植物致病的病原菌，由于测序的复杂性和对真菌‒植物共生关系研究的不足，部分真菌只能鉴定到属，属中包含病原菌种和腐生菌种，或是由于无法明确与植物的具体关系，只能通过富存位置排除菌根后划分至病原/腐生混合类型，不纳入讨论.细菌的测序结果目前主要识别出对植物直接有益的细菌如根瘤组，对植物间接有益的腐生菌，不确定是有益菌还是病原菌的混合类型不纳入讨论.

本实验结果显示，植物健康生存不仅依赖于其根系内的有益微生物，也受益于周围土壤中这些微生物的相对丰度.在本实验结果中，对植物有益的微生物在土壤中的相对丰度与植物细根中的相对丰度直接相关，或许表明南洋杉、苏铁和银杏植株的健康生存对同一群落内的其他同种植物有促进作用，而植物有害病原真菌的相对丰度在长时间培养中并没有显著增加，说明由于病原菌对宿主植物的依赖性，病原菌无法单独在土壤中长时间存留.

温度升高对实验中不同植物的根系微生物群落组成影响明显，不同植物表现出各自的适应性和敏感性.从温度对3种实验对象植物根系微生物群落组成的影响来看（图6），升温对于苏铁的影响最小，30 ℃和35 ℃的培养条件均对苏铁根系内有益真菌和细菌的相对丰度有正面促进作用，相对来说30 ℃条件下苏铁细根中有益真菌和细菌的相对丰度略高于35 ℃条件下的样品，同时升温也会稍微增加苏铁细根内病原菌的相对丰度，30 ℃条件下苏铁细根中有害病原真菌的相对丰度低于35 ℃培养的样品，表明对苏铁植物来说，30 ℃相比于35 ℃更接近其最佳生长温度，但35 ℃高温并未超过苏铁植物正常生长的阈值范围.银杏对于温度的升高最为敏感，在25 ℃培养时，银杏细根内有益真菌和细菌的相对丰度在11个月的培养后均升高，而在35 ℃培养时，银杏细根内有益真菌的相对丰度急剧降低接近于0，由于银杏主要依赖真菌的共生以保持健康生长状态，升温对银杏造成极大负面影响，银杏更喜好25 ℃左右的常温条件.南洋杉对升温的变化也较为敏感，但对高温的耐受性强于银杏和苏铁，南洋杉在35 ℃培养条件下有益真菌和细菌在根中的相对丰度都要远超30 ℃培养的样品，甚至35 ℃时病原真菌的相对丰度也要远低于30 ℃，表明高温对于南洋杉及其根内共生微生物均有促进作用.

本研究表明植物根际微生物群落中的有益微生物和病原微生物之间存在竞争关系，不同植物表现出对这种关系的差异性适应.健康生长的植物其根际有益真菌和细菌的相对丰度会同步升高，如苏铁，但病原微生物的生长就会略微受到有益微生物增殖的抑制，如30 ℃和35 ℃时南洋杉根系中有益类型与有害类型微生物相对丰度关系的颠倒（图6）.南洋杉和银杏均是以真菌菌根共生为主的植物，因此有益细菌相对丰度的增加或减少对于植物的生长影响并没有真菌相对丰度变化的影响大，体现为南洋杉前3个月有益真菌相对丰度的急剧升高和同时期有益细菌相对丰度的降低，以及35 ℃培养条件下银杏根系有益细菌相对丰度升高的正面影响没有办法完全抵消有益真菌相对丰度急剧降低几乎消失的负面影响.

本研究通过实验评估了南洋杉、苏铁和银杏在温度升高条件下根际微生物的响应，揭示了微生物对植物生长的重要作用，从植物共生微生物的角度评价植物对升温的适应能力.在35 ℃高温条件下苏铁和南洋杉植物根系微生物仍能保持正常生理活动从而对植物的生长有正面影响，苏铁根际有益微生物在30 ℃条件下要比35 ℃下相对丰度高，而南洋杉根际共生微生物在35 ℃条件下的表现要远好于30 ℃条件下，虽然35 ℃时南洋杉根际有益真菌和细菌相对丰度与苏铁相似，但35 ℃下南洋杉根系的病原菌相对丰度要低于苏铁，而银杏在3个月的短周期培养内升温对其根际有益真菌的相对丰度升高有极大的促进作用，甚至要远高于苏铁和南洋杉，而在11个月的长周期培养下，在35 ℃情况下根际共生真菌几乎消失，仅存根际共生细菌（图6）.总的来说，这3种植物对于10 ℃范围内的升温均有一定的耐受程度，根际共生微生物在其中可能起到重要作用，尤其是苏铁和南洋杉，10 ℃升温对于植物根系有益微生物有着极大的促进作用，从而帮助植物的生长发育，而对于银杏，10 ℃升温对其根际微生物在短时间内有促进作用，而在长时间（11个月）培养下造成的胁迫明显.

结合实验结果与地质历史记录，表明植物根际共生微生物在植物适应古代极端气候条件中发挥了重要作用.在2.5亿年前二叠纪‒三叠纪之交，全球平均温度升高8~10 ℃，与植物共生微生物对温度的耐受性可能正是这些裸子植物能够在少数避难所幸存，并在复苏期迅速占领陆地成为主要植物类型的原因（图7）.在灭绝后的植物群落中，松柏类植物伏脂杉Voltzia等与南洋杉同属于松柏目的植物占据主要地位（Xu et al.， 2022； Yu et al.， 2022），与本实验中南洋杉在35 ℃高温时，根际有益真菌和有害真菌相对丰度的比例最高达到2.62吻合，苏铁植物虽然在35 ℃培养条件下根际有益真菌相对丰度也很高，但是根际有害菌相对丰度明显高于南洋杉，苏铁根系内有益/有害真菌相对比例远低于南洋杉，为1.48，根际微生物保障南洋杉这类热带松柏植物在早三叠世极端温室气候下取代苏铁成为主要类群（图7）.而在随后的晚三叠世，随着温度逐步降低至30 ℃左右时，苏铁植物逐渐取代南洋杉这类松柏植物成为植物群的主要类群，一方面是由于苏铁植物在30 ℃时根际有益微生物相对丰度较高，另一方面也是因为南洋杉植物在30 ℃时根际较低的有益菌相对丰度和急剧升高的有害菌相对丰度，苏铁在30 ℃时根际有益/有害微生物比例升高至2.29，远高于南洋杉植物.至25 ℃时，银杏根际有益/有害微生物的相对比例略高于南洋杉和苏铁，可能促使银杏不仅能够成为晚三叠世降温期主要类群，而且也是相比于苏铁和南洋杉这类热带裸子植物，银杏能够扩散至更高纬度温度较低区域的原因之一.

4 结论、不足与展望

本实验通过定量温度梯度培养二叠纪‒三叠纪大灭绝过程中幸存和占据中生代陆地的裸子植物中的3个代表类型：南洋杉、苏铁和银杏，观察其根际微生物群落结构和相对丰度的变化，从植物根际共生微生物的角度解释这3种裸子植物在三叠纪植物复苏和辐射期，植物种群组成从早三叠世的南洋杉类松柏类植物为主，演替为晚三叠世温度降低后以苏铁和银杏植物为主面貌的微生物驱动力.实验结果表明，在常温25 ℃的基础上升高10 ℃后，南洋杉植物根际微生物有益/有害微生物的相对丰度比例高于苏铁和银杏植物，这保障了南洋杉这类松柏植物能够成为早三叠世极端高温下的主要类群，而到了温度稍稍降低的晚三叠世时期，苏铁因其根际微生物在30 ℃的表现要优于南洋杉成为群落的主要组成部分，在30 ℃时南洋杉根际病原菌的相对丰度迅速增加降低了其在种群中的竞争能力，随着温度的进一步降低，根际微生物更适应25 ℃的银杏也逐渐在植物群落中占据一席之地.研究结果表明，植物与微生物的共生关系可能是三叠纪极端温室条件下调控植物演替的潜在原因.

植物根系微生物毋庸置疑对于植物的生理过程和地球物质循环和气候演化都有重要意义，但是对这一课题的研究仍处于起步阶段，研究潜力巨大.本课题组针对这一问题开展了一些初步的实验过程，仍存在许多不足，如微生物‒植物培养实验影响因素太多，每个类型植物的重复样太少，需要在实验中增加重复样数量以提高结果的稳健性和避免植物因非条件控制原因死亡对结果的干扰，对于中途死亡的植物需要进一步分析其死亡原因从而在后续实验中避免.还需要考虑改进采样方式从而减少定期摘取植物根系对植物生长造成的负面影响.并且实验过程中植物没有交换不同培养箱进行重复实验以去除培养箱之间的做工差别对实验结果的干扰.此外，微生物相比于宏体生物其演化速率极快，现代实验数据是否能够直接应用到数亿年前的地质历史时期有待验证，比如，植物的共生微生物在侏罗纪末期有一次大的进化，出现了全新的菌根类型EcM外生菌根，而在二叠纪‒三叠纪之交只存在内生菌根类型，用现代的植物进行实验不可避免的会掺入二叠纪‒三叠纪并不存在的外生菌根.

尽管本研究初步揭示了植物与根际微生物的共生关系在极端气候条件下驱动植物演替的潜在机制，但仍有多个关键技术和科学问题亟待解决.技术上，需进一步优化实验设计，包括增加重复样本数量、改进采样方法以降低对植物生长的干扰，以及采用无菌植物样品结合特定微生物接种来更好控制实验条件.增加除温度之外的环境因子控制实验，探索如湿度/降雨量对植物和微生物生态关系的影响.此外，还需进行跨培养箱重复实验以消除培养箱间的差异性影响（chamber effect）.科学上，现代微生物实验数据的适用性需更深入探讨，特别是针对二叠纪‒三叠纪时期独特的内生菌根类型以及现代外生菌根的差异.更重要的是，如何在化石记录中有效提取植物根际微生物的证据，如生物标志化合物等，以及将这些证据整合到数值模型中以模拟古代植物‒微生物‒气候相互作用，仍然是尚未解决的核心科学问题.这些挑战的解决将为重建地质历史时期的植物生态系统和探索现代气候变化下的植物适应策略提供重要依据.

参考文献

[1] Angus, A. A., Agapakis, C. M., Fong, S., et al., 2014. Plant⁃Associated Symbiotic Burkholderia Species Lack Hallmark Strategies Required in Mammalian Pathogenesis. PLoS One, 9(1): e83779. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083779

[2] Arun Kumar, T. K., Manimohan, P., 2009. The Genera Leucoagaricus and Leucocoprinus (Agaricales, Basidiomycota) in Kerala State, India. Mycotaxon, 108(1): 385-428. https://doi.org/10.5248/108.385

[3] Blackwell, M., 2000. Terrestrial Life: Fungal from the Start? Science, 289(5486): 1884-1885. https://doi.org/10.1126/science.289.5486.1884

[4] Bunn, R., Lekberg, Y., Zabinski, C., 2009. Arbuscular Mycorrhizal Fungi Ameliorate Temperature Stress in Thermophilic Plants. Ecology, 90(5): 1378-1388. https://doi.org/10.1890/07⁃2080.1

[5] Crous, P. W., Gams, W., Wingfield, M. J., et al., 1996. Phaeoacremonium gen. nov. Associated with Wilt and Decline Diseases of Woody Hosts and Human Infections. Mycologia, 88(5): 786-796. https://doi.org/10.1080/00275514.1996.12026716

[6] Dal Corso, J., Song, H. J., Callegaro, S., et al., 2022. Environmental Crises at the Permian⁃Triassic Mass Extinction. Nature Reviews Earth & Environment, 3: 197-214. https://doi.org/10.1038/s43017⁃021⁃00259⁃4

[7] Delavaux, C. S., Weigelt, P., Dawson, W., 2019. Mycorrhizal Fungi Influence Global Plant Biogeography. Nature Ecology & Evolution, 3(3): 424-429. https://doi.org/10.1038/s41559⁃019⁃0823⁃4

[8] Dias, G. M., de Sousa Pires, A., Grilo, V. S., et al., 2019. Comparative Genomics of Paraburkholderia Kururiensis and Its Potential in Bioremediation, Biofertilization, and Biocontrol of Plant Pathogens. MicrobiologyOpen, 8(8): e00801. https://doi.org/10.1002/mbo3.801

[9] Dotzler, N., Krings, M., Taylor, T. N., et al., 2006. Germination Shields in Scutellospora (Glomeromycota: Diversisporales, Gigasporaceae) from the 400 Million⁃ Year⁃Old Rhynie Chert. Mycological Progress, 5(3): 178-184. https://doi.org/10.1007/s11557⁃006⁃0511⁃z

[10] Dotzler, N., Walker, C., Krings, M., et al., 2009. Acaulosporoid Glomeromycotan Spores with a Germination Shield from the 400⁃Million⁃Year⁃Old Rhynie Chert. Mycological Progress, 8(1): 9-18. https://doi.org/10.1007/s11557⁃008⁃0573⁃1

[11] Field, K. J., Daniell, T., Johnson, D., et al., 2020. Mycorrhizas for a Changing World: Sustainability, Conservation, and Society. Plants, People, Planet, 2(2): 98-103. https://doi.org/10.1002/ppp3.10092

[12] Genre, A., Lanfranco, L., Perotto, S., et al., 2020. Unique and Common Traits in Mycorrhizal Symbioses. Nature Reviews Microbiology, 18: 649-660. https://doi.org/10.1038/s41579⁃020⁃0402⁃3

[13] Hawkins, H. J., Cargill, R. I. M., Van Nuland, M. E., et al., 2023. Mycorrhizal Mycelium as a Global Carbon Pool. Current Biology, 33(11): R560-R573. https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.02.027

[14] Hoysted, G. A., Kowal, J., Jacob, A., et al., 2018. A Mycorrhizal Revolution. Current Opinion in Plant Biology, 44: 1-6. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2017.12.004

[15] Jia, M., Sun, X., Chen, M., et al., 2022. Deciphering the Microbial Diversity Associated with Healthy and Wilted Paeonia suffruticosa Rhizosphere Soil. Front Microbiol, 13: 967601. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.967601

[16] Jian, P. Y., Zha, Q., Hui, X. R., et al., 2024. Research Progress of Arbuscular Mycorrhizal Fungi Improving Plant Resistance to Temperature Stress. Horticulturae, 10(8): 855. https://doi.org/10.3390/horticulturae10080855

[17] Judd, E. J., Tierney, J. E., Lunt, D. J., et al., 2024. A 485⁃Million⁃Year History of Earth’s Surface Temperature. Science, 385(6715): eadk3705. https://doi.org/10.1126/science.adk3705

[18] Kaur, C., Selvakumar, G., Ganeshamurthy, A. N., 2017. Burkholderia to Paraburkholderia: The Journey of a Plant⁃Beneficial⁃Environmental Bacterium. In: Shukla, P., ed., Recent Advances in Applied Microbiology. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978⁃981⁃10⁃5275⁃0_10

[19] Krishnan, R., Menon, R. R., Likhitha, et al., 2017. Novosphingobium Pokkalii Sp Nov, a Novel Rhizosphere⁃Associated Bacterium with Plant Beneficial Properties Isolated from Saline⁃Tolerant Pokkali Rice. Research in Microbiology, 168(2): 113-121. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2016.09.001

[20] Loskutov, I. G., Shelenga, T. V., Konarev, A. V., et al., 2019. Biochemical Aspects of Interactions between Fungi and Plants: A Case Study of Fusarium in Oats. Agricultural Biology, 54:575-588. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.3.575rus

[21] Lu, M. Z., 2020. Plant⁃Microbe Mutualism: Evolutionary Mechanisms and Ecological Functions. Biodiversity Science, 28(11): 1311-1323 (in Chinese with English abstract).

[22] Ma, Z. Q., Guo, D. L., Xu, X. L., et al., 2018. Evolutionary History Resolves Global Organization of Root Functional Traits. Nature, 555: 94-97. https://doi.org/10.1038/nature25783

[23] Maheshwari, D. K., 2011. Bacteria in Agrobiology: Plant Growth Responses. Springer, Berlin. https://doi.org/10.1007/978⁃3⁃642⁃20332⁃9

[24] Maloy, S., Hughes, K., 2013. Brenner’s Encyclopedia of Genetics. Academic Press, New York.

[25] Mills, B. J. W., Batterman, S. A., Field, K. J., 2018. Nutrient Acquisition by Symbiotic Fungi Governs Palaeozoic Climate Transition. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B, Biological Sciences, 373(1739): 20160503. https://doi.org/10.1098/rstb.2016.0503

[26] Morris, J. L., Puttick, M. N., Clark, J. W., et al., 2018. The Timescale of Early Land Plant Evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115(10): E2274-E2283. https://doi.org/10.1073/pnas.1719588115

[27] Pirozynski, K. A., Malloch, D. W., 1975. The Origin of Land Plants: A Matter of Mycotrophism. Biosystems, 6(3): 153-164. https://doi.org/10.1016/0303⁃2647(75)90023⁃4

[28] Preston, G. M., 2004. Plant Perceptions of Plant Growth⁃Promoting Pseudomonas. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B, Biological Sciences, 359(1446): 907-918. https://doi.org/10.1098/rstb.2003.1384

[29] Quirk, J., Beerling, D. J., Banwart, S. A., et al., 2012. Evolution of Trees and Mycorrhizal Fungi Intensifies Silicate Mineral Weathering. Biology Letters, 8(6): 1006-1011.https://doi.org/10.1098/rsbl.2012.0503

[30] Redecker, D., Kodner, R., Graham, L. E., 2000. Glomalean Fungi from the Ordovician. Science, 289(5486): 1920-1921. https://doi.org/10.1126/science.289.5486.1920

[31] Remy, W., Taylor, T. N., Hass, H., et al., 1994. Four Hundred⁃Million⁃Year⁃Old Vesicular Arbuscular Mycorrhizae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 91(25): 11841-11843. https://doi.org/10.1073/pnas.91.25.11841

[32] Rippon, J. W., Conway, T. P., Domes, A. L., 1965. Pathogenic Potential of Aspergillus and Penicillium Species. The Journal of Infectious Diseases, 115(1): 27-32. https://doi.org/10.1093/infdis/115.1.27

[33] Rivera⁃Vega, L. J., Grunseich, J. M., Aguirre, N. M., et al., 2022. A Beneficial Plant⁃Associated Fungus Shifts the Balance Toward Plant Growth over Resistance, Increasing Cucumber Tolerance to Root Herbivory. Plants (Basel, Switzerland), 11(3): 282. https://doi.org/10.3390/plants11030282

[34] Ruiz⁃Lozano, J. M., Azcon, R., Gomez, M., 1995. Effects of Arbuscular⁃Mycorrhizal Glomus Species on Drought Tolerance: Physiological and Nutritional Plant Responses. Applied and Environmental Microbiology, 61(2): 456-460. https://doi.org/10.1128/aem.61.2.456⁃460.1995

[35] Scotese, C. R., Song, H. J., Mills, B. J. W., et al., 2021. Phanerozoic Paleotemperatures: The Earth’s Changing Climate during the last 540 Million Years. Earth⁃Science Reviews, 215: 103503. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103503

[36] Shu, W., Tong, J., Yu, J., et al., 2023. Permian⁃Middle Triassic Floral Succession in North China and Implications for the Great Transition of Continental Ecosystems. GSA Bulletin, 135(7-8):1747-1767. https://doi.org/10.1130/B36316.1

[37] Song, H. B., Bau, T., 2023. Conocybe Section Pilosellae in China: Reconciliation of Taxonomy and Phylogeny Reveals Seven New Species and a New Record. Journal of Fungi, 9(9): 924. https://doi.org/10.3390/jof9090924

[38] Strullu⁃Derrien, C., Kenrick, P., Pressel, S., et al., 2014. Fungal Associations in Horneophyton Ligneri from the Rhynie Chert (C. 407 Million Year Old) Closely Resemble those in Extant Lower Land Plants: Novel Insights into Ancestral Plant⁃Fungus Symbioses. New Phytologist, 203(3): 964-979.https://doi.org/10.1111/nph.12805

[39] Sun, M., Shi, C., Huang, Y., et al., 2023. Effect of Disease Severity on the Structure and Diversity of the Phyllosphere Microbial Community in Tobacco. Frontiers in Microbiology, 13: 1081576. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1081576

[40] Sun, S. L., Yang, W. L., Fang, W. W., et al., 2018. The Plant Growth⁃Promoting Rhizobacterium Variovorax Boronicumulans CGMCC 4969 Regulates the Level of Indole⁃3⁃Acetic Acid Synthesized from Indole⁃3⁃Acetonitrile. Applied and Environmental Microbiology, 84(16): e00298-18. https://doi.org/10.1128/aem.00298⁃18

[41] Sun, Y., Farnsworth, A., Joachimski, M. M., et al., 2024. Mega El Niño Instigated the End⁃Permian Mass Extinction. Science, 385(6714): 1189-1195. https://doi.org/10.1126/science.ado2030

[42] Tao, X., Chen, S. L., 2020. Research Progress on Fungal Fossils. Mycosystema, 39(2): 211-222 (in Chinese with English abstract).

[43] Tarkka, M. T., Lehr, N. A., Hampp, R., et al., 2008. Plant Behavior Upon Contact with Streptomycetes. Plant Signaling & Behavior, 3(11): 917-919. https://doi.org/10.4161/psb.5996

[44] Taylor, L. L., Banwart, S. A., Valdes, P. J., et al., 2012. Evaluating the Effects of Terrestrial Ecosystems, Climate and Carbon Dioxide on Weathering over Geological Time: A Global⁃Scale Process⁃Based Approach. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 367(1588): 565-582. https://doi.org/10.1098/rstb.2011.0251

[45] Taylor, L. L., Leake, J. R., Quirk, J., et al., 2009. Biological Weathering and the Long⁃Term Carbon Cycle: Integrating Mycorrhizal Evolution and Function into the Current Paradigm. Geobiology, 7(2): 171-191. https://doi.org/10.1111/j.1472⁃4669.2009.00194.x

[46] Tian, N., Wang, Y. D., Jiang, Z. K., 2021. A New Permineralized Osmundaceous Rhizome with Fungal Remains from the Jurassic of Western Liaoning, NE China. Review of Palaeobotany and Palynology, 290: 104414. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2021.104414

[47] Trappe, J. M., 1987. Phylogenetic and Ecologic Aspects of Mycotrophy in the Angiosperms from an Evolutionary Standpoint. Ecophysiology of VA Mycorrhizal Plants, 5-25.

[48] van der Heijden, M. G. A., Martin, F. M., Selosse, M. A., et al., 2015. Mycorrhizal Ecology and Evolution: The Past, the Present, and the Future. New Phytologist, 205(4): 1406-1423.https://doi.org/10.1111/nph.13288

[49] Wang, B., Qiu, Y. L., 2006. Phylogenetic Distribution and Evolution of Mycorrhizas in Land Plants. Mycorrhiza, 16(5): 299-363. https://doi.org/10.1007/s00572⁃005⁃0033⁃6

[50] Wang, Y. Z., Pan, T. G., Ke, Y.Q., 2003. Study and Utilization on Symbiotic Relation between Microbes and Plants. Chinese Journal of Eco⁃Agriculture, 11(3): 95-98 (in Chinese with English abstract).

[51] Xia, Y., Wang, Y., Wang, Y., et al., 2016. Cellular Adhesiveness and Cellulolytic Capacity in Anaerolineae Revealed by Omics⁃Based Genome Interpretation. Biotechnology for Biofuels, 9: 111. https://doi.org/10.1186/s13068⁃016⁃0524⁃z

[52] Xie, S. C., Algeo, T. J., Zhou, W. F., et al., 2017. Contrasting Microbial Community Changes during Mass Extinctions at the Middle/Late Permian and Permian/Triassic Boundaries. Earth and Planetary Science Letters, 460: 180-191. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.12.015

[53] Xu, Z., Hilton, J., Yu, J. X., et al., 2022. End Permian to Middle Triassic Plant Species Richness and Abundance Patterns in South China: Coevolution of Plants and the Environment through the Permian⁃Triassic Transition. Earth⁃Science Reviews, 232: 104136. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104136

[54] Xue, H., Piao, C. G., Lin, Y. H., et al., 2022. Pinirhizobacter Soli gen. nov., sp. nov., a Novel Low Temperature Resistant Gammaproteobacterium in the Family Rhodanobacteraceae Isolated from Rhizospheric Soil of Larix Gmelinii. Archives of Microbiology, 204(5): 283. https://doi.org/10.1007/s00203⁃022⁃02867⁃0

[55] Yu, J. X., Broutin, J., Lu, Z. S., 2022. Plants and Palynomorphs around the Permian⁃Triassic Boundary of South China. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978⁃981⁃19⁃1492⁃8

[56] Zakaria, L., 2024. An Overview of Aspergillus Species Associated with Plant Diseases. Pathogens (Basel, Switzerland), 13(9): 813. https://doi.org/10.3390/pathogens13090813

[57] Zhang, K., Chen, X., Shi, X., et al., 2024. Endophytic Bacterial Community, Core Taxa, and Functional Variations within the Fruiting Bodies of Laccaria. Microorganisms, 12(11): 2296. https://doi.org/10.3390/microorganisms12112296

[58] Zhao, Z. W., 1999. The Roles of Mycorrhizal Fungi in Terrestrial Ecosysytems. Biodiversity Science, 7(3): 240-244 (in Chinese with English abstract).

[59] Zhu, X. C., Song, F. B., Liu, F. L., 2017. Arbuscular Mycorrhizal Fungi and Tolerance of Temperature Stress in Plants. In: Wu, Q. S., ed., Arbuscular Mycorrhizas and Stress Tolerance of Plants. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978⁃981⁃10⁃4115⁃0_8

基金资助

国家自然基金重点项目(42430209)

国家自然基金重点项目(92055201)