研究發現農業土壤微生物核心菌群能提升土壤生態功能
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07-01
土壤微生物共同生活在生態網路中，形成生態簇，彼此強烈共存。這些生態簇中的類群是重要的生態單元，具有共同的環境偏好。理論上，一個生態網路內高度相連的類群比關聯較少的類群能夠支持更高水平的生態系統功能。已有研究發現植物群落中核心節點的相對丰度對生態系統功能的重要性。然而，微生物群落的核心節點如何影響土壤生態功能的研究未見報道。
基於此，中國科學院南京土壤研究所褚海燕課題組在較大空間尺度下採集了華北平原麥田243個土壤樣品，利用高通量測序、高通量定量PCR技術分別測定了土壤中的真菌、細菌群落以及與養分循環相關的功能基因的丰度。通過建立土壤微生物類群的關聯網路，研究人員發現微生物網路中核心節點類群的相對丰度與土壤養分循環功能基因的丰度呈顯著正相關，包括C固定、C降解、N循環、P循環和S循環等基因。進一步，研究人員通過結構方程模型驗證了核心菌群對土壤功能基因的促進作用，並揭示了其主控因素。
這項研究表明，在微生物網路中被歸類為核心節點的微生物類群的相對丰度與土壤功能潛力高度相關。這些核心菌群能夠影響土壤的生態功能，對於大尺度下理解和管理（通過操縱微生物關鍵物種）農業生態系統具有重要意義。
該研究與中科院城市環境研究所、清華大學、西班牙相關研究機構合作完成。研究成果發表在Environment International上。
圖.土壤微生物網路節點與土壤功能基因的耦合關係
來源：中國科學院南京土壤研究所
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