陆地植物的组织器官中定殖着丰富的微生物群落，对宿主植物的健康和功能具有重要影响，被称为植物的“第二基因组”。宿主植物如何筛选并构建其微生物群，是植物微生物生态学研究的核心科学问题之一。对于雌雄异株植物，由于雌雄个体在生殖投入分配和生存策略上的系统性差异，其共生微生物群亦可能呈现出性别间差异（性别二态性），然而，这一现象背后的时空动态格局和生态驱动机制仍不明确。

近日浙江大学生命科学学院赵云鹏教授团队在New Phytologist上发表了题为“Host-mediated selection drives sexual dimorphism of microbiota assembly in the dioecious living fossil Ginkgo biloba”的研究论文。该研究以活化石树种银杏为研究对象，通过对雌雄个体在三个区室生态位（根际土、根内、叶内）和三个关键发育阶段180份样本的细菌和真菌群落分析，揭示了宿主性别通过选择性筛选特定功能的微生物类群，驱动微生物群构建性别二态性的生态机制。

研究发现，银杏微生物群组成除受区室生态位和宿主发育阶段控制外，也受宿主性别的显著影响。细菌群落的性别二态性表现出明显的时空异质性：在春季雄株散粉期，叶内和根际土的细菌群落差异显著；而到了秋季种子成熟期，性别差异则主要集中于根内。真菌群落亦在发育早期于叶和根际土中表现出性二态性。研究进一步揭示了这种性别间差异的功能联系。在春季花期，雄株叶片与根内富集了多种化能异养细菌，而根际土壤中放线菌门与根瘤菌属等参与营养循环的类群也呈现雄性偏向富集，这些微生物可能为雄株风媒传播的花粉发育提供营养支持。相比之下，雌株在种子发育阶段表现出对病原真菌更强的防御态势。

图1 宿主性别二态性细菌OTU富集于化能异养类群中

为阐明上述时空动态格局的生态驱动机制，研究人员采用iCAMP模型量化群落构建过程，发现宿主介导的同质选择是塑造性别二态性微生物群的关键机制。雌雄银杏对特定微生物类群施加的选择强度存在显著差异。例如，雌株对叶内和根内的病原真菌类群（如叶内的格孢腔菌目和葡萄座腔菌、根内的肉座菌目）表现出更强的选择压力，支持雌性通过强化防御来保障繁殖成效的策略假说。

图2 特定微生物类群受宿主同质选择的强度表现出显著的性别二态性

该研究在长寿命木本植物中，从时空维度系统揭示了宿主性别通过同质选择调控微生物群构建的生态过程，阐明了其与植物性别特异性繁殖策略的内在联系。研究成果深化了植物-微生物互作机制中宿主性别效应的理解，为珍稀濒危雌雄异株植物的微生物组辅助保护实践提供了理论依据。

浙江大学生命科学学院博士生林臣峰为本文第一作者，浙江大学-丽水生命健康联合创新中心（丽水市绿谷生命健康研究院）博士后吴俊杰也参与了本项工作，赵云鹏教授为通讯作者。该研究得到了浙江省“尖兵”“领雁”科技计划项目、国家自然科学基金及浙江省科技创新领军人才项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/nph.70591