SBB | 山东农业大学高峥团队：相似的驱动因素和不同的影响导致了不同的土壤细菌群落和古细菌群落的生态模式

推荐：江舜尧

编译：国民少女

编辑：小菌菌

山东农业大学作物生物学国家重点实验室高峥等人于2020年2月18日在土壤学期刊SBB发表题目为《Similar drivers but different effects lead to distinct ecological patterns of soil bacterial and archaeal communities》的文章，该研究扩展了我们对陆地生态系统中原核生物生态模式的理解。

文章摘要

研究背景：细菌和古细菌在土壤生物地球化学循环和陆地生物的健康中起着重要作用。它们通常共存于各种土壤生境中。然而，在同一土壤生境中细菌和古细菌的生态模式仍然不清楚。在这里，本文比较了不同植被覆盖下散装土壤中两个域的群落特征。

方法：本文利用高通量测序技术及网络分析等生物信息学统计分析手段，进行了不同植被覆盖下散装土壤中两个区域的群落特征之间的比较。

结果：细菌的丰度和α多样性都高于古细菌，并且在农业土壤中的差异比在非农业盐渍土中更明显。与细菌相比，古细菌群落显示出更多的生态位限制，而分类单元分布较不广泛。有趣的是，类似的细菌因子与细菌和古细菌都相关，但作用相反，其中盐度是最重要的驱动因子。随着盐度的升高，细菌的α多样性和丰度降低，但古细菌多样性增加。大多数优势细菌类群与盐度呈显着负相关，例如α变形蛋白细菌，β变形蛋白细菌，酸性细菌和硝化螺旋藻。相反，除了Thaumarchaeota，大多数来自Euryarchaeota，Woesearchaeota和Nanohaloarchaeota的古细菌类群与盐度呈正相关。此外，网络分析表明，不仅细菌而且网络中还存在大量古细菌相关的节，边缘和潜在的梯形分类群，特别是在盐渍土中，这表明古细菌在微生物共生网络中也具有重要地位。这些结果扩展了我们对陆地生态系统中原核生物生态模式的理解。

结论：本文的研究结果表明，通过比较细菌和古细菌群落的生态模式，以及它们与环境因素的关系，营养因子的变化促使细菌和古细菌的丰度，多样性，群落组成和功能发生变化。类似的营养因子，特别是盐度，与细菌和古细菌群落都相关，但对这两个域的作用却几乎相反。结果，细菌在营养丰富且盐分较少的农业土壤中起主要作用，而古细菌在盐分增加的盐土中显示出越来越重要的作用。因此，随着盐分土壤中盐分含量的增加，细菌数量下降但古细菌数量却呈上升趋势。我们的结果表明，细菌和古细菌在土壤生态系统中都起着至关重要的作用，它们不同的生态模式对于驱动土壤元素循环和生态平衡的功能互补至关重要。未来的研究可能会更加关注盐度梯度下群落功能的变化，以及由于盐碱土壤的重要性，古细菌在改善盐碱土壤中的可能性。

文中重要图片说明

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图1 | 不同植被覆盖下土壤微生物活动。

图2 | 不同植被覆盖下土壤微生物的丰度（A）和α多样性（B）。

图3 | 不同植被覆盖下土壤微生物的β多样性（OTU水平）和群落组成（动物或类水平）。

图4 | 微生物活性，丰度，多样性，优势属和深层理化变量之间的相关性。

图5 | 小麦（A），棉花（B），稻田（C）和苏打田（D）土壤中细菌和古细菌的共现网络和拓扑特性。

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