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南京土壤所在農田管理影響捕食性粘細菌群落結構方面取得進展

2021-06-30 分享到:

捕食被認爲是一種重要的進化和生態力量,影響著生態系統的群落結構和功能,是驅動生態系統多樣性的關鍵因素。捕食性細菌在土壤微生物食物網中具有很強的代謝活性與捕食行爲,能夠驅動土壤微生物群落的變化,然而目前對不同農田管理措施下土壤捕食性細菌的群落結構、豐度及其對細菌群落的影響還知之甚少。

南京土壤研究所王辉研究员团队与南京农业大学崔中利教授团队合作,利用16S rRNA基因测序技术,对长江流域6对有机和常规管理的农田土壤进行了捕食性细菌丰度分析。研究发现,10组优势捕食性细菌相对丰度占所有土壤样品中总细菌群落的0.53 ~ 16.27%,其中捕食性粘细菌的丰度最高,且在调查的所有土壤类型中均有分布;多数捕食性细菌的丰度与土壤pH显著正相关(P <0.05)。与常规管理相比,有机管理显著提高了粘细菌的相对丰度,粘细菌与土壤细菌群落的α多样性指数(Shannon和ACE)显著正相关。网络分析表明,粘细菌与其他营养相关的细菌存在显著的共现性。

为进一步探究不同施肥管理对土壤粘细菌群落的影响,研究团队采用高通量绝对丰度定量(HAAQ)技术和16S rRNA基因测序技术,研究了长期不同施肥措施(29年)对红壤中粘细菌的丰度和细胞密度的影响。研究结果表明,与有机肥处理相比,氮肥施用显著降低了粘细菌的丰度、拷贝数、物种积累指数(S)和Shannon指数(P < 0.05),氮肥处理的OTU数量仅为有机肥处理的24.4%,且显著降低了低丰度粘细菌OTU的数量(P < 0.05)。网络分析、冗余分析(RDA)和随机森林分析(RF)表明,粘细菌丰度和拷贝数是预测土壤细菌群落和功能基因多样性最重要的变量(P < 0.05),氮肥施用引起的土壤酸化是引起土壤中粘细菌丰度和拷贝数下降的主要驱动因素。

相关成果发表在Applied Soil Ecology(2020)、Science of the Total Environment(2020)上,研究工作得到国家重点研发计划、国家“973”计划和国家自然科学基金的资助。

文章鏈接:1,2

UpSet图 不同农田管理措施下粘细菌OTUs之间的关系