农牧交错带草地土壤剖面微生物总量、多样性和互作网络的垂直分布特征.docx

微生物学通报 Microbiology China tongbao@ /wswxtbcn 研究报告 研究报告 Sep. 20, 2020, 47(9): 2789-2806 DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200465 农牧交错带草地土壤剖面微生物总量、多样性和互作网络 的垂直分布特征 杜雄峰 1,2 厉舒祯 1,3 冯凯 1,2 何晴 1,2 王朱珺 1,2 吴悦妮 1,2 王丹蕊 1,2 彭玺 1,2 王尚 1 邓晔*1,2,4 1 中国科学院生态环境研究中心 中国科学院环境生物技术重点实验室 北京 100085 2 中国科学院大学资源与环境学院 北京 100049 3 大连理工大学环境学院 工业生态与环境工程教育部重点实验室 辽宁 大连 116024 4 山东大学海洋研究院 山东 青岛 266237 摘 要： 【背景】草地土壤微生物是维持草地生态系统功能和稳定的关键要素之一，探寻微生物在土 壤剖面的垂直分布特征和构建规律对于理解其在草地生态系统的作用至关重要。 【目的】在 80 cm 深 的土壤剖面内， 全面分析微生物的总量、多样性和物种间的相互作用网络表现出的垂直分布特征。【方 法】基于内蒙古农牧交错带上典型草原土壤中原核微生物的定量和高通量测序数据， 比较微生物的总 量和多样性，使用分子生态网络方法(molecular ecological network approach ，MENA)探究微生物相互 作用网络的垂直变化。【结果】原核生物的总量和多样性随深度增加而逐渐降低，且群落结构变异沿 土壤剖面逐渐增大。网络结构在表层最为复杂， 微生物物种间联系紧密； 随着深度的增加， 微生物间 紧密的关联会逐渐变稀疏， 网络结构变得简单。此外， 酸杆菌是当地土壤生态系统中的优势种群以及 网络核心微生物物种，可能对土壤生态服务功能的稳定发挥具有重要的作用。 【结论】原核微生物的 总量、多样性和物种间的互作网络都表现出高度一致的垂直变化规律， 即总量、多样性与深度成负相 关，且其群落结构变异会逐渐扩大，同时微生物网络相关性会减弱。这些结果为我们提供了微生物 动态变化的重要见解，对典型农牧交错带草地的生态保护具有一定的参考价值。 关键词： 农牧交错带，草地，原核微生物， 多样性，分子生态网络，土壤深度 Foundation items: National Key Research and Development Program of China (2016YFC0500702); Key Research Program of Frontier Science of Chinese Academy of Sciences (QYZDB-SSW-DQC026) *Corresponding author: Tel: 86-10 E-mail: yedeng@ Received: 13-05-2020; Accepted: 21-06-2020; Published online: 23-07-2020 基金项目： 国家重点研发计划(2016YFC0500702)；中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-DQC026) *通信作者： Tel ：010E-mail：yedeng@ 收稿日期： 2020-05-13；接受日期： 2020-06-21；网络首发日期： 2020-07-23 2790 微生物学通报 Microbiol. China Vertical distribution features of microbial quantity, diversity and interactions along soil profiles in an agropasture grassland DU Xiong-Feng1,2 LI Shu-Zhen1,3 FENG Kai1,2 HE Qing1,2 WANG Zhu-Jun1,2 WU Yue-Ni1,2 WANG Dan-Rui1,2 PENG Xi1,2 WANG Shang1 DENG Ye*1,2,4 1 Key Laboratory for Envir