中国橡胶种植区域多处于热带北部边缘地带，这里的橡胶树因适应季节性干旱与低温环境，已从原本生长于南美亚马逊热带雨林的常绿植物演变为周期性落叶植物。科研人员发现，面对季节性的干旱和低温压力，橡胶树的老化叶子会启动高效的养分回收机制，大约有50.26%的叶面养分会重新分配至植物其他部位，这一发现已发表于2016年的《Frontiers in Plant Science》期刊。这种机制对于保持植物内部养分平衡、提升农作物产量和品质具有重要意义。
为了进一步了解植物叶片老化如何影响叶际微生物群落结构以及这些微生物在养分回收中的具体作用，研究团队采用了16S rRNA和ITS基因高通量测序技术，详细分析了橡胶树健康叶片与老化叶片上的微生物群落组成、多样性和潜在功能。研究结果显示，植物叶片老化对细菌群落的影响比对真菌群落的影响更大，并且对叶片内部微生物群落的影响也超过了外部。随着叶片老化，细胞壁逐渐分解，使得更多微生物能够渗透进入叶片内部，增加了内部微生物的多样性。
此外，研究指出，在老化叶片内部，细菌的数量尤其是放线菌纲的细菌数量显著增加。这类微生物积极参与叶片老化的代谢活动，提高了衰老叶片中代谢相关基因的表达水平，从而加速了叶片有机物质的分解和养分的回收过程。养分的回收又促进了α-变形菌纲（一种r-选择性或寡营养型微生物）在老化叶片内的增殖，加强了内部细菌群落的随机组装过程。这些发现不仅揭示了叶片老化期间微生物群落组装的具体机制，还明确了微生物在养分回收中的关键作用，为提高橡胶树的栽培效率和促进天然橡胶产业的可持续发展奠定了坚实的理论基础。
图1 橡胶树叶片衰老过程中叶表和叶内细菌和真菌群落的变化。（A: 源自叶内（叶表）的叶表（叶内）微生物的百分比。B: 衰老叶片中的放线菌和α-变形菌纲的细菌丰度显著增加。）
相关研究成果以题为“Assembly and maintenance of phyllosphere microbial diversity during rubber tree leaf senescence” 的研究论文发表在《Communications Biology》。中国热科院橡胶研究所魏亚情、张希财为论文共同第一作者，兰国玉研究员和何芳良研究员为通讯作者。此研究得到国家自然科学基金，中央级公益性科研院所基本科研业务费专项以及现代农业产业技术体系建设专项资金等项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s42003-024-06907-x
