《Science》：第一份全球土壤細菌的圖譜

一場春雨過後，空氣中總是夾雜著泥土的芳香。這種味道其實來源於土壤中的細菌。那麼，土壤中究竟有哪些細菌？科羅拉多大學的研究人員通過測序六大洲的多個土壤樣本，終於建立了一份土壤細菌的圖譜。

研究人員本周在《Science》雜誌上公布了這項成果。他們表示，儘管土壤中的微生物存在極大的多樣性，但大約500種細菌（2%左右）就佔了全球土壤細菌群落的一半。

這篇論文的第一作者、科羅拉多大學的Manuel Delgado-Baquerizo表示：「通過這項研究，我們開始打開黑匣子，並更好地了解哪些微生物存在於我們周圍的土壤中。」

Delgado-Baquerizo及其同事從全球237個地方收集土壤樣本。這些樣本代表了不同的氣候和生態系統，包括森林和灌木叢林以及乾旱和熱帶地區。利用16S rRNA基因擴增技術，他們鑒定出最豐富、最普遍的細菌種類。

研究人員報告稱，這些樣本變化很大。一些樣本包含數百個種系型（phylotype），而另一些則包含數千個。其中，2%的細菌（25,224個種系型中的511個）佔主導地位。這些細菌佔了所有樣本16S rRNA基因序列的41%，並在六大洲都存在。

之後，研究人員利用隨機森林模型，試圖確定這些種系型是否具有棲息地偏好。他們的模型考慮了15個環境變數，如乾旱、紫外線輻射水平和土壤pH值。他們發現，在511個主要種系型中，一半以上具有可預測的棲息地偏好。研究人員指出，土壤pH值、季節降雨量和植物生產力是細菌丰度的最佳預測因子。

其中，200個種系型可以根據相似的偏好分成五大類：高pH值、低pH值、乾旱地、植物生產力低下和乾燥林環境。每個類別包含一系列門類的種系型，這表明了棲息地偏好與系統發育無關。

不過，研究人員還是研究了每個類別成員的基因組，看看它們是否有共同特徵。儘管其中四個類別的樣本數量有限，但他們還是發現對於乾旱地的細菌，18個基因的相對丰度增加。其中包括Mnh和Mrp基因，它們都編碼膜轉運蛋白，並與細菌耐受鹼性或高鹽環境有關。

研究人員指出，這份土壤細菌的名單和分類有助於人們確定研究重點，以了解細菌的作用。「最終，對這些細菌的深入了解將幫助我們改善土壤健康和肥力，」Delgado-Baquerizo補充說。

原文標題

A global atlas of the dominant bacteria found in soil

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