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东北地理所发现东北黑土农田土壤微生物地理分布格局

生物技术 时间:2020-01-03 06:58:36 作者:莫敖坤
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土壤微生物是否存在与植物和动物等大型生物相似或不同的地理分布格局,以及哪些历史和环境因素驱动着这种格局的存在是当前地学和微生物生态学研究的交叉热点课题之一。中国科学院东北地理与农业生态研究所农田分子生态学科组王光华团队在明确了东北黑土农田土壤细菌群落结构地理分布规律的基础上(Soil Biology & Biochemistry,2014, 70: 113-122),最近又采用高通量测序技术成功地解析了真菌群落的地理分布规律及其驱动因素。

该研究共获得22万多条真菌ITS序列,这些序列包括至少5个门、20个纲、超过70个目和350个属的真菌,表明黑土中存在种类繁多的真菌分类单元。研究结果发现与细菌群落一样,黑土真菌也存在明显的地理分布特征,但历史因素地理空间距离对真菌群落的影响程度高于细菌群落,表明微生物地理空间分布存在微生物尺度效应(Body size effect)。在土壤因素驱动真菌空间分布格局研究方面,发现土壤全碳含量与土壤真菌数量呈显著正相关关系,而与土壤pH值无关;全碳含量还与土壤真菌一些分类单元丰度成显著的正或负的相关关系,土壤全碳含量是驱动黑土农田土壤微生物地理分布格局的主要土壤因子。研究结果进一步揭示出土壤真菌与细菌具有相似的纬度梯度多样性(Latitudinal diversity gradient),即呈现高纬度样点微生物多样性低而低纬度样点多样性高的分布格局。   

该研究得到中科院先导科技专项XDB15010103和“百人计划”等项目的支持,研究成果发表在最新出版的Soil Biology & Biochemistry(2015, 83: 29-39)上。


  图1 东北黑土农田真菌群落结构的NMDS分析。图A和C及图B和D是基于unweighted和weighted UniFrac群落分析结果

图2 黑土农田真菌在门(A)、纲(B)、目(C)和属(D)上的相对丰度与土壤全碳含量间的关系

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