【背景】草地土壤微生物是維持草地生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定的關(guān)鍵要素之一,探尋微生物在土壤剖面的垂直分布特征和構(gòu)建規(guī)律對于理解其在草地生態(tài)系統(tǒng)的作用至關(guān)重要�！灸康摹吭�80cm深的土壤剖面內(nèi),全面分析微生物的總量、多樣性和物種間的相互作用網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出的垂直分布特征。【方法】基于內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯帶上典型草原土壤中原核微生物的定量和高通量測序數(shù)據(jù),比較微生物的總量和多樣性,使用分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方法(molecular ecological network approach,MENA)探究微生物相互作用網(wǎng)絡(luò)的垂直變化�！窘Y(jié)果】原核生物的總量和多樣性隨深度增加而逐漸降低,且群落結(jié)構(gòu)變異沿土壤剖面逐漸增大。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在表層最為復(fù)雜,微生物物種間聯(lián)系緊密;隨著深度的增加,微生物間緊密的關(guān)聯(lián)會逐漸變稀疏,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得簡單。此外,酸桿菌是當(dāng)?shù)赝寥郎鷳B(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢種群以及網(wǎng)絡(luò)核心微生物物種,可能對土壤生態(tài)服務(wù)功能的穩(wěn)定發(fā)揮具有重要的作用�！窘Y(jié)論】原核微生物的總量、多樣性和物種間的互作網(wǎng)絡(luò)都表現(xiàn)出高度一致的垂直變化規(guī)律,即總量、多樣性與深度成負(fù)相關(guān),且其群落結(jié)構(gòu)變異會逐漸擴(kuò)大,同時微生物網(wǎng)絡(luò)相關(guān)性會減弱。這些結(jié)果為我們提供...

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【部分圖文】：

圖1 土壤原核生物多樣性、數(shù)量隨深度的變化

64個土壤樣本共得到473余萬條高質(zhì)量原核微生物16SrRNA基因序列，這些序列被劃分為37720個OTU。由于各樣本序列差異較大，將所有樣本統(tǒng)一到相同的總Reads數(shù)量(20291個)對每個樣本進(jìn)行隨機(jī)重抽，重抽后的OTU表格進(jìn)行后續(xù)的群落分析。使用原核生物OTU數(shù)量、....

圖2 土壤原核生物群落結(jié)構(gòu)隨深度的變化

為了進(jìn)一步探究不同土壤深度下原核微生物群落之間的差異，使用基于Bray-Curtis距離矩陣的非度量多維尺度分析描述土壤剖面群落組成的總體格局(圖2)。結(jié)果顯示在平面空間相距6000m不同取樣點(diǎn)獲取的八層土壤剖面樣本，其微生物類群之間依然呈現(xiàn)出垂直梯度的分異。同時此結(jié)果也顯示....

圖3 微生物群落結(jié)構(gòu)典范對應(yīng)分析

為了研究土壤理化性質(zhì)對原核微生物群落的影響，首先應(yīng)用Mantel和Partialmantel檢驗(yàn)確定不同的環(huán)境因子對土壤原核生物群落結(jié)構(gòu)(Bray-Curtis距離)的影響強(qiáng)度(表3)。如果不排除環(huán)境因子之間的相互影響，統(tǒng)計結(jié)果表明，包括含水率、pH、總氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮和總....

圖4 土壤微生物分類群的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)

土壤不同深度的原核微生物互作網(wǎng)絡(luò)的連接緊密程度存在差異，并且這種差異隨深度的增加而增大(圖4)。然而各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笖?shù)也一致顯示，表層土壤中原核微生物的相互關(guān)聯(lián)與深層土壤中有很大差別(表4)。更多的節(jié)點(diǎn)和邊意味著微生物間的網(wǎng)絡(luò)更大且其連接可能更復(fù)雜。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊都與深度具有負(fù)相....

本文編號：4046238