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本文首发于“生态学者”！

叶片是植物与外界环境接触的最大器官，也是地球上最重要的微生物栖息地之一。长期以来，科学家对叶际微生物的研究多将叶片视为一个整体，忽视了其上下表面在结构、微环境和生态功能上的根本差异。上表皮直面阳光、风和干燥，下表皮则多气孔、湿润且遮蔽，二者是否孕育着截然不同的微生物世界？这一问题始终缺乏系统性的跟踪研究。

中国科学院西双版纳热带植物园尹相博副研究员联合德国马尔堡大学等多家科研机构，通过对遗传背景一致的夏栎（Quercus roburL.）克隆植株进行跨季节追踪，首次系统揭示了同一叶片上下表面的细菌群落在组成、多样性、组装过程及与宿主性状关联上的显著差异及其季节性演化规律。研究成果以“Bacterial communities on upper and lower leaf surfaces show distinct seasonal response patterns”为题发表在植物学经典期刊New Phytologist上。

研究发现：

1）上下表面细菌群落结构不同，上表面富集耐辐射、耐干旱的类群（如Deinococcus、Hymenobacter），而下表面则富集与植物和昆虫互作相关的糖发酵菌（如Pseudomonas、Leuconostoc）及昆虫共生菌（如Arsenophonus），反映了两者在生态过滤机制上的本质差异；

2）叶片两侧的差异随季节变大，下表面细菌群落的多样性和组成随季节变化更剧烈，而上表面则保持相对稳定；

3）叶片性状的作用方式不同，动态性状（如色素含量、表面润湿性）对下表面细菌群落影响显著，而上表面则与稳定形态性状关联较弱。

4）遮阴处理影响有限，实验性遮阴（减少60%光照）并未显著改变两侧差异，提示叶片自身的结构性特征（如角质层、气孔分布）对微生物群落的塑造作用可能强于光照强度的短期变化。

该研究将叶片视为“双面生态位”，揭示了单张叶片内部微生境异质性对微生物群落动态的重要调控作用。研究建议未来的叶际微生物研究应区分叶面进行采样，并结合微气候监测、代谢组学和功能基因组学手段，深入解析上下表面在生态功能与宿主互作中的差异化角色。这一发现为理解植物-微生物互作的微尺度空间异质性提供了新视角，也为全球变化背景下叶际微生物群落的响应与适应性预测提供了理论基础。

原文链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.71483