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第一份全球土壤细菌的图谱
发表日期: 2018-02-01 作者: Manuel Delgado-Baquerizo等 文章来源:《Science》
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一场春雨过后,空气中总是夹杂着泥土的芳香。这种味道其实来源于土壤中的细菌。那么,土壤中究竟有哪些细菌?科罗拉多大学的研究人员通过测序六大洲的多个土壤样本,终于建立了一份土壤细菌的图谱。

研究人员本周在《Science》杂志上公布了这项成果。他们表示,尽管土壤中的微生物存在极大的多样性,但大约500种细菌(2%左右)就占了全球土壤细菌群落的一半。

这篇论文的第一作者、科罗拉多大学的Manuel Delgado-Baquerizo表示:通过这项研究,我们开始打开黑匣子,并更好地了解哪些微生物存在于我们周围的土壤中。

Delgado-Baquerizo及其同事从全球237个地方收集土壤样本。这些样本代表了不同的气候和生态系统,包括森林和灌木丛林以及干旱和热带地区。利用16S rRNA基因扩增技术,他们鉴定出最丰富、最普遍的细菌种类。

研究人员报告称,这些样本变化很大。一些样本包含数百个种系型(phylotype),而另一些则包含数千个。其中,2%的细菌(25,224个种系型中的511个)占主导地位。这些细菌占了所有样本16S rRNA基因序列的41%,并在六大洲都存在。

之后,研究人员利用随机森林模型,试图确定这些种系型是否具有栖息地偏好。他们的模型考虑了15个环境变量,如干旱、紫外线辐射水平和土壤pH值。他们发现,在511个主要种系型中,一半以上具有可预测的栖息地偏好。研究人员指出,土壤pH值、季节降雨量和植物生产力是细菌丰度的最佳预测因子。

其中,200个种系型可以根据相似的偏好分成五大类:高pH值、低pH值、干旱地、植物生产力低下和干燥林环境。每个类别包含一系列门类的种系型,这表明了栖息地偏好与系统发育无关。

不过,研究人员还是研究了每个类别成员的基因组,看看它们是否有共同特征。尽管其中四个类别的样本数量有限,但他们还是发现对于干旱地的细菌,18个基因的相对丰度增加。其中包括MnhMrp基因,它们都编码膜转运蛋白,并与细菌耐受碱性或高盐环境有关。

研究人员指出,这份土壤细菌的名单和分类有助于人们确定研究重点,以了解细菌的作用。最终,对这些细菌的深入了解将帮助我们改善土壤健康和肥力,”Delgado-Baquerizo补充说。(来源:生物通 薄荷)

 

A global atlas of the dominant bacteria found in soil

 

Abstract  The immense diversity of soil bacterial communities has stymied efforts to characterize individual taxa and document their global distributions. We analyzed soils from 237 locations across six continents and found that only 2% of bacterial phylotypes (~500 phylotypes) consistently accounted for almost half of the soil bacterial communities worldwide. Despite the overwhelming diversity of bacterial communities, relatively few bacterial taxa are abundant in soils globally. We clustered these dominant taxa into ecological groups to build the first global atlas of soil bacterial taxa. Our study narrows down the immense number of bacterial taxa to a “most wanted” list that will be fruitful targets for genomic and cultivation-based efforts aimed at improving our understanding of soil microbes and their contributions to ecosystem functioning.

 

原文链接:http://science.sciencemag.org/content/sci/359/6373/320.full.pdf

 


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