摘要土壤微生物群落组成和功能特性对维持生态系统功能至关重要,明确荒漠土壤微生物群落结构、群落功能及其环境响应特征对维持生态系统稳定性及多样性保护具有重要意义.对宁夏白芨滩荒漠草原内柠条(Caragana spp.)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、毛刺(Caragana tibetica)和猫头刺(Oxytropis aciphylla)4种典型豆科灌丛不同发育期根际土壤样品进行了16S rRNA和宏基因组高通量测序,研究了荒漠草原生境下豆科灌丛根际土壤细菌群落结构与功能和根际碳、氮循环特征,并分析了影响微生物群落的关键环境因子.结果表明:4种灌丛果实期根际土壤细菌群落的丰富度和多样性较高,而不同灌丛之间无显著差异.放线菌门、变形菌门和酸杆菌门等优势类群相对丰度在灌丛间有差异但差异不显著.其中放线菌门(32.98％—44.53％)是根际最优势门类,其次为变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门;共有322个核心细菌属,多样性较为丰富.节杆菌属、红色杆菌属和微枝杆菌属为可定义的优势属.根际土壤微生物功能途径因灌丛种类和发育期的不同而有差异.蛋白质直系同源簇数据库(COG)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)功能注释表明,4种灌丛根际土壤中仍存在大量未知的功能类群有待挖掘,参与能量生成和转化、碳水化合物转运代谢和信号转导等功能群落在4种土壤间具有显著差异.在KEGG level 1水平下与代谢相关的功能类群丰度最高,平均占比73.05％.碳、氮循环特征分析表明,碳固定中还原性柠檬酸循环途径相关基因丰度较高,氮循环中有机氮代谢途径相关基因丰度较高.柠条根际土壤微生物参与碳、氮固定的基因丰度较其它3种土壤高.冗余分析(RDA)表明,放线菌门、厚壁菌门与土壤全氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、总磷(TP)和有效磷(AP),变形菌门与pH显著正相关,酸杆菌门与AP、速效钾(AK)和pH显著负相关;碳固定途径与土壤氮、磷元素均显著正相关;NH4-N、亚销态氮(NO2--N)和TP与固氮途径,硝态氮(NO3--N)与有机氮代谢和反硝化途径显著正相关.研究结果为了解荒漠草原生境中植物根际土壤微生物多样性及其基因资源、土壤微生物群落的环境响应特征及其适应机制奠定基础.