細(xì)菌群落裝配過程介導(dǎo)土壤剖面SOC代謝研究獲新進(jìn)展（2020.7.13 中國科學(xué)院）

土壤微生物群落的裝配對(duì)于理解微生物群落調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)水平功能的機(jī)制十分重要。隨機(jī)過程和確定過程共同決定了微生物群落裝配，已有研究表明微生物裝配過程會(huì)對(duì)微生物成員施加約束并影響微生物的功能。但隨機(jī)過程和確定過程對(duì)剖面土壤微生物群落裝配的相對(duì)貢獻(xiàn)及其造成的土壤有機(jī)碳（SOC）動(dòng)態(tài)變化尚不明確，限制了對(duì)深層土壤SOC動(dòng)態(tài)變化機(jī)制的解析。

中國科學(xué)院南京土壤研究所孫波課題組針對(duì)中亞熱帶典型的貧瘠旱地紅壤，設(shè)置4種不同施肥試驗(yàn)處理，在5個(gè)土壤剖面深度（0-80cm）研究細(xì)菌群落的裝配機(jī)制及SOC代謝功能。結(jié)果表明，隨著土壤深度增加，細(xì)菌群落裝配由確定性選擇主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)性擴(kuò)散主導(dǎo)。β-零偏差模型和遷移率證實(shí)深層土壤中擴(kuò)散影響相對(duì)較大的科學(xué)假設(shè)。酸桿菌門和綠彎菌門作為細(xì)菌群落中兩個(gè)最優(yōu)勢種群，其裝配過程與整體細(xì)菌群落裝配過程趨同。結(jié)構(gòu)方程模型的結(jié)果表明，土壤因子（pH和總磷）和細(xì)菌互作網(wǎng)絡(luò)（競爭和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性）與表層土壤（0-10cm和10-20cm）的細(xì)菌群落組成顯著相關(guān)。偏Mantel檢驗(yàn)和隨機(jī)森林模型表明，細(xì)菌群落裝配可能調(diào)控了土壤剖面SOC變化過程，提示隨機(jī)擴(kuò)散對(duì)群落裝配的貢獻(xiàn)隨土壤坡面深度增加而增加，細(xì)菌的隨機(jī)裝配過程可能抑制了SOC代謝和礦化速率。該研究有助于理解隨機(jī)性和確定性過程間平衡機(jī)制，解析了微生物群落裝配和SOC動(dòng)力學(xué)的潛在關(guān)系，并為微生物群落裝配介導(dǎo)深層SOC代謝動(dòng)態(tài)變化提供了理論依據(jù)。

相關(guān)研究成果發(fā)表在mSystems上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家優(yōu)秀青年基金和江蘇省杰出青年基金的資助。