土壤有机质（SOM）是陆地土壤碳库的基本组成部分，是决定土壤肥力、碳封存能力和整体生态系统稳定性的关键因素[1]。作为土壤健康的重要指标[2]，SOM不仅支持养分保持和水分调节，还与土壤生物密切相互作用，从而影响微生物多样性和功能[3]。SOM的动态与土壤微生物密切相关，后者通过其代谢活动充当碳的来源和汇[4]。虽然SOM为微生物生长提供了主要底物——通常导致与微生物生物量碳（MBC）的正相关——但新兴证据表明，在某些生态背景下，SOM和MBC的积累之间可能存在权衡[5]。这种权衡表明，土壤碳在功能池之间的分配可能受到生物学调控。
MBC是土壤有机碳中的易变部分，通过其在分解和生物地球化学循环中的核心作用，既作为养分的驱动因素也作为储存库[6]。因此，MBC的动态与SOM的封存和矿化密切相关。此外，土壤微生物群落的组成和多样性支撑了生态系统的多功能性和稳定性[7]，其结构对土壤条件的变化非常敏感。
根际作为受植物根系活动强烈影响的土壤微区域[8]，是植物-土壤-微生物相互作用的热点[9]。植物通过招募特定的微生物群落以个性化的方式塑造其根际微环境[10]。这种“根际招募效应不仅影响养分获取，还可能深刻影响土壤碳的转化和命运。植物可能通过招募特定的分解者群落来调节SOM的降解速率[11]，从而影响碳是倾向于快速转化为微生物生物量还是长期封存在顽固有机质中[12]。尽管在作物中已有对此假设的初步探索[13]，但在经济价值高的药用植物中，尤其是那些表现出显著品种差异的物种中，相关研究仍然很少[14]。此外，植物次生代谢产物的合成和积累受到根际微环境的深刻影响[15]。与碳和氮循环相关的微生物功能可能通过调节养分可用性和信号分子间接影响植物的代谢投资策略[16]。然而，不同的C. pilosula品种是否通过不同的根际碳分配模式进一步影响其药用成分的积累仍不清楚。
C. pilosula是一种主要的传统中药草本植物[17]，其质量和产量与其根际土壤环境密切相关[18]。在生产实践中，不同品种在生长特性和药用成分含量上存在显著差异，这可能是由于它们根际微生物生态系统的差异[19]。然而，不同C. pilosula品种是否以及如何通过调节其根际微生物群落来驱动土壤碳循环——特别是通过调节SOM和MBC的分配——仍然是一个重要的未解决的科学问题。基于此，提出了以下科学假设：（1）不同的C. pilosula品种形成独特的根际微生物群落结构；（2）这些特定的微生物群落通过不同的酶活性和功能潜力驱动SOM和MBC的不同分配模式；（3）核心微生物群体与环境因素形成紧密的相互作用网络，共同调节碳循环过程。为了验证这些假设，本研究选择了六种代表性的C. pilosula品种，并结合了土壤生态学、微生物高通量测序、生物信息学和多变量统计分析来：（1）阐明不同C. pilosula品种之间根际SOM、MBC和碳相关酶活性的差异特征；（2）解析品种对根际细菌和真菌群落结构和多样性的影响；（3）识别核心微生物群体并预测其功能差异；（4）揭示关键土壤环境因素、微生物群落结构和功能之间的相互作用。本研究旨在从微生物生态学的角度揭示植物品种驱动根际碳循环的新机制，为靶向调节根际微环境以实现药用植物的绿色高效栽培提供理论支持。
