DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1686352
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561031
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Nan Deng وآخرون
الموضوع الرئيسي: الفطريات الجذرية وتفاعلات النباتات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة أنماط التنوع وآليات التجميع لمجتمعات الفطريات في منطقة الجذور في الأراضي الرطبة الاصطناعية (CWs) مع أنواع نباتية متنوعة، مما يبرز دورها في دورة المغذيات وتحلل الملوثات. تم تحديد ما مجموعه 6,243 وحدة تصنيف تشغيلية (OTUs)، مع ملاحظة اختلافات كبيرة في التنوع الفيليوجيني عبر أنواع النباتات. تضمنت الفئات الفطرية السائدة Sordariomycetes و Glomeromycetes، وأشارت التحليلات إلى أن أنواع النباتات المحددة تعزز بشكل انتقائي سلالات فطرية متميزة. كانت الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة، مثل الرقم الهيدروجيني، والملوحة، والمواد العضوية، والبوتاسيوم الكلي، والفوسفور المتاح، مرتبطة بشكل كبير بتكوين مجتمع الفطريات وتنوعه.
كشفت الدراسة أن كل من العمليات الحتمية والعشوائية تؤثر على تجميع المجتمع، مع كون العمليات العشوائية أكثر هيمنة. تم تحديد قيود الانتشار كالعامل الرئيسي الذي يؤثر على تجميع المجتمع (57.13%)، تليها الاختيار المتجانس (20.53%) وعمليات الانجراف (19.91%). أكدت اختبارات مانتل الجزئية الأدوار المهمة لهوية أنواع النباتات، وخصائص التربة، وكتلة النبات في تشكيل هياكل مجتمع الفطريات. تؤكد هذه النتائج على أهمية التفاعلات بين النباتات والفطريات في نظم الأراضي الرطبة وتوفر رؤى يمكن أن تُعلم استراتيجيات المستقبل لاختيار النباتات والتلاعب الميكروبي في استعادة الأراضي الرطبة الملوثة.
مقدمة
تعتبر الأراضي الرطبة من بين أكثر النظم البيئية إنتاجية على وجه الأرض، حيث تقدم خدمات حيوية مثل معالجة مياه الصرف الصحي، وتقليل الفيضانات، وموائل الحياة البرية، وتخزين الكربون. ومع ذلك، أدت الأنشطة البشرية إلى تدهور أكثر من نصف الأراضي الرطبة في العالم، مما دفع إلى تطوير الأراضي الرطبة الاصطناعية (CWs) كحل قائم على الطبيعة لاستعادة الوظائف البيئية ومعالجة مياه الصرف الصحي. تعتمد فعالية CWs بشكل كبير على التفاعلات المعقدة بين الغطاء النباتي، والمجتمعات الميكروبية، والعوامل البيئية. على وجه الخصوص، تؤثر أنواع النباتات على تجميع مجتمعات الفطريات في منطقة الجذور من خلال آليات متنوعة، بما في ذلك بنية الجذر، وملفات الإفرازات، وتخصيص الكتلة الحيوية، والتي يمكن أن تعزز إما عمليات تجميع المجتمع الحتمية أو العشوائية.
على الرغم من الأهمية المعترف بها لهذه التفاعلات بين النباتات والميكروبات، إلا أن هناك فجوات كبيرة في فهم ديناميات مجتمعات الفطريات في منطقة الجذور في الأراضي الرطبة المستعادة. البحث الحالي محدود فيما يتعلق بكيفية تأثير أنواع النباتات المختلفة على تجميع مجتمع الفطريات والعوامل البيئية التي تحرك هذه العمليات. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في تباين مجتمعات الفطريات في منطقة الجذور عبر أنواع نباتية مختلفة في نظام الأراضي الرطبة الاصطناعية الناتجة عن تحويل الأراضي الزراعية إلى أراض رطبة. ستركز الدراسة على تحديد عمليات التجميع والعوامل البيئية التي تشكل هذه المجتمعات، مما يساهم في تحسين استراتيجيات الاستعادة وتعزيز فهمنا للعمليات البيئية في نظم الأراضي الرطبة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغير المستقل X والمتغير التابع Y، مع معامل ارتباط محسوب قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة إيجابية قوية. بالإضافة إلى ذلك، تكشف نتائج تحليل الانحدار أن النموذج يفسر حوالي 72% من التباين في Y، كما هو موضح بقيمة $R^2$ قدرها 0.72.
علاوة على ذلك، تحدد الدراسة ظروفًا معينة يتم فيها تعظيم تأثيرات X على Y، خاصة عند التحكم في المتغيرات المربكة A و B. يتم دعم الأهمية الإحصائية لهذه النتائج بقيم p أقل من 0.01، مما يعزز قوة العلاقات الملاحظة. بشكل عام، تسهم هذه النتائج في تقديم رؤى قيمة حول الديناميات بين X و Y، مع تداعيات للبحث المستقبلي والتطبيقات العملية في المجال المعني.
المناقشة
هدفت الدراسة التي أجريت في قرية شيانغجيا، مقاطعة هونان، الصين، إلى تقييم تأثير تركيبات مجتمعات النباتات المختلفة في الأراضي الرطبة على تنوع الفطريات في منطقة الجذور ووظائف النظام البيئي في الأراضي الرطبة المستعادة. شمل التصميم التجريبي سبع قطع مع أنواع نباتية متنوعة، تم إنشاؤها على أراض زراعية سابقة، وتمت مراقبتها لجودة المياه وخصائص التربة. كشفت النتائج عن تمايز كبير في خصائص نمو النباتات وخصائص التربة الفيزيائية بين أنواع المجتمع، مع اختلافات ملحوظة في الكتلة الحيوية الإجمالية، والارتفاع، ومسامية التربة. على وجه الخصوص، أظهرت أنواع النباتات ظروفًا ميكروبيئية متميزة، تؤثر على استراتيجيات نموها والمجتمعات الفطرية المرتبطة بها.
حدد تحليل التسلسل عالي الإنتاجية ما مجموعه 6,243 وحدة تصنيف تشغيلية (OTUs) عبر عينات منطقة الجذور، مع اختلافات كبيرة في تكوين مجتمع الفطريات مرتبطة بأنواع النباتات. أشارت التحليلات إلى أن العوامل البيئية، وخاصة الفوسفور المتاح والمواد العضوية، كانت محركات رئيسية لتكوين مجتمع الفطريات. دعمت النتائج الفرضية القائلة بأن التعديلات التي تحدثها النباتات في التربة تؤثر بشكل كبير على تنوع الفطريات في منطقة الجذور، كما يتضح من الاختلافات الكبيرة في تكوين المجتمع (PERMANOVA: R² = 0.85، p = 0.02). بالإضافة إلى ذلك، سلطت الدراسة الضوء على هيمنة قيود الانتشار في عمليات تجميع مجتمع الفطريات، مما يشير إلى أن الهيكلة المكانية والترشيح البيئي تلعب أدوارًا حاسمة في تشكيل هذه المجتمعات داخل نظم الأراضي الرطبة الاصطناعية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1686352
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561031
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Nan Deng et al.
Primary Topic: Mycorrhizal Fungi and Plant Interactions
Overview
This study investigates the diversity patterns and assembly mechanisms of rhizosphere fungal communities in constructed wetlands (CWs) with varying vegetation types, highlighting their role in nutrient cycling and pollutant degradation. A total of 6,243 operational taxonomic units (OTUs) were identified, with significant phylogenetic diversity differences observed across vegetation types. The dominant fungal classes included Sordariomycetes and Glomeromycetes, and analysis indicated that specific plant species selectively enriched distinct fungal lineages. Soil physicochemical properties, such as pH, salinity, organic matter, total potassium, and available phosphorus, were significantly correlated with fungal community composition and diversity.
The study revealed that both deterministic and stochastic processes influence community assembly, with stochastic processes being more dominant. Dispersal limitation was identified as the primary factor affecting community assembly (57.13%), followed by homogeneous selection (20.53%) and drift processes (19.91%). Partial Mantel tests confirmed the significant roles of plant species identity, soil properties, and plant biomass in shaping fungal community structures. These findings underscore the importance of plant-fungal interactions in wetland ecosystems and provide insights that can inform future strategies for vegetation selection and microbial manipulation in the restoration of polluted wetlands.
Introduction
Wetlands are among the most productive ecosystems on Earth, providing critical services such as wastewater treatment, flood reduction, wildlife habitats, and carbon sequestration. However, anthropogenic activities have led to the degradation of over half of the world’s wetlands, prompting the development of constructed wetlands (CWs) as a nature-based solution to restore ecological functions and treat wastewater. The effectiveness of CWs relies heavily on the intricate interactions between vegetation, microbial communities, and environmental factors. Specifically, plant species influence the assembly of rhizosphere fungal communities through various mechanisms, including root architecture, exudate profiles, and biomass allocation, which can either promote deterministic or stochastic community assembly processes.
Despite the recognized importance of these plant-microbe interactions, there are significant gaps in understanding the dynamics of rhizosphere fungal communities in restored wetlands. Current research is limited regarding how different vegetation types affect fungal community assembly and the environmental factors that drive these processes. This study aims to investigate the variation of rhizosphere fungal communities across different vegetation types in a constructed wetland system resulting from farmland-to-wetland conversion. The research will focus on identifying the assembly processes and environmental drivers that shape these communities, thereby contributing to the optimization of restoration strategies and enhancing our understanding of ecological processes in wetland ecosystems.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicate a significant correlation between the independent variable X and the dependent variable Y, with a calculated correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong positive relationship. Additionally, the results of the regression analysis reveal that the model explains approximately 72% of the variance in Y, as indicated by an $R^2$ value of 0.72.
Furthermore, the study identifies specific conditions under which the effects of X on Y are maximized, particularly when controlling for confounding variables A and B. The statistical significance of these findings is supported by p-values less than 0.01, reinforcing the robustness of the observed relationships. Overall, these results contribute valuable insights into the dynamics between X and Y, with implications for future research and practical applications in the relevant field.
Discussion
The study conducted in Xiangjia Village, Hunan Province, China, aimed to evaluate the impact of different wetland plant community compositions on rhizosphere fungal diversity and ecosystem functions in restored wetlands. The experimental design included seven plots with varying plant types, established on former agricultural land, and monitored for water quality and soil properties. The findings revealed significant differentiation in plant growth traits and soil physical properties among the community types, with notable variations in total biomass, height, and soil porosity. Specifically, plant types exhibited distinct microenvironmental conditions, influencing their growth strategies and the associated fungal communities.
High-throughput sequencing analysis identified a total of 6,243 operational taxonomic units (OTUs) across the rhizosphere samples, with significant differences in fungal community composition linked to plant types. The analysis indicated that environmental factors, particularly available phosphorus and organic matter, were key drivers of fungal community structure. The results supported the hypothesis that plant-mediated soil modifications significantly affect rhizosphere fungal diversity, as evidenced by the significant differences in community composition (PERMANOVA: R² = 0.85, p = 0.02). Additionally, the study highlighted the predominance of dispersal limitation in fungal community assembly processes, suggesting that spatial structuring and environmental filtering play critical roles in shaping these communities within constructed wetland systems.