科學家打開土壤微生物群落裝配“黑箱”




 
科學家打開土壤微生物群落裝配“黑箱”  
 

由于土壤微生物的復雜性和難培養性,長期以來,人類對土壤微生物多樣性如何影響群落生態功能的認識不深,只能用“黑箱”來概括。

8月23日,《自然—通訊》在線發表了南京農業大學資環學院土壤微生物與有機肥團隊關于土壤微生物群落裝配和生態功能影響機制的最新研究成果,窺見了“黑箱”里的秘密。

論文共同通訊作者、南京農業大學教授張瑞福告訴《中國科學報》,土壤微生物活動是實現土壤物質循環和養分轉化的功能基礎,不同的微生物具有不同的生態功能,因此土壤微生物群落的裝配會影響土壤養分循環能力和生態系統生產力的高低,并關系到生態系統的穩定。近年來,土壤微生物多樣性的重要生態功能及多樣性損失對生態系統的威脅,引起許多國際組織和政府的重視。

該研究發現,土壤微生物群落中的“特異性”功能微生物是決定群落裝配過程的關鍵因素,也是維持微生物群落穩定的重要基礎。所謂“特異性”功能,就是僅由少數微生物功能群“持有”的功能,如土壤氨氧化過程、有機污染物降解等功能。

論文第一作者、南京農業大學副教授荀衛兵介紹,在土壤微生物群落裝配初期,營養和空間位充足,微生物隨機生長、繁殖、死亡,群落遵循隨機裝配過程。在群落裝配后期,空間和營養條件受限,環境選擇壓力增加,僅在土壤微生物多樣性較高、能夠“持有”和“表達”更多“特異性”功能時,群落才能適應環境,維持隨機生長、繁殖、死亡的隨機性裝配過程;相反,在土壤微生物多樣性較低時,微生物類群趨向于“各自為戰”,群落維持條件選擇或者均一化選擇的確定性裝配過程。

論文共同通訊作者、南京農業大學教授沈其榮認為,“特異性”功能微生物在影響土壤微生物群落裝配過程和維持土壤生態系統服務功能中有著重要作用,對破譯土壤微生物多樣性和系統生態功能之間的關系具有重要的科學意義。

該研究同時得到“973”計劃、國家自然科學基金、中國科協青年人才托舉工程、中央高?;究蒲袠I務費等項目的資助。

相關論文信息:

https://doi.org/10.1038/s41467-019-11787-5

 

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