植物所杨元合研究组揭示土壤微生物不同类群间互作对氮添加的响应规律

土壤中不同微生物群落内部以及群落之间彼此联系,互相影响,共同塑造了复杂的网络关系。微生物共现网络通常被用于表征物种间的互作关系。全球变化因子,例如氮富集,可能会显著改变微生物共现网络复杂性,进而影响生态系统功能。然而,以往研究主要关注原核生物(细菌和古菌)、真菌、原生生物等不同微生物群落内部物种间互作程度对氮添加的响应,而对于施氮如何影响微生物群落间的互作关系仍缺乏系统研究。

针对上述问题,中国科学院植物研究所杨元合研究组基于青藏高原高寒草原连续8年的多水平氮添加实验平台,结合16S/18S rRNA基因扩增子测序技术和跨域生态网络(Inter-Domain Ecological Network)分析方法,解析了不同土壤微生物类群间互作关系对氮添加的响应规律。研究发现,原生生物-真菌、原生生物-原核生物以及原核生物-真菌之间的共现网络参数整体上均随着施氮量的增加呈上升趋势。施氮引起的植物和凋落物生物量增加是共现网络复杂性增加的主要驱动因素:植物和凋落物输入增加缓解了微生物能量和养分限制,进而导致不同类群间的捕食、互惠、竞争等互作关系加强。进一步分析发现,微生物类群间互作程度的变化会影响土壤碳氮循环过程。上述结果不支持基于微生物群落内共现网络分析得到的“氮富集降低土壤微生物网络复杂性”的传统认识,为深入理解全球变化背景下土壤微生物的响应和适应及其对生态系统功能的影响提供了新视角。

研究结果近期在线发表于国际学术期刊Ecology。植物所已毕业客座博士研究生刘洋为论文第一作者,彭云峰研究员为通讯作者。植物所杨元合研究员、中国科学院生态环境研究中心邓晔研究员也参与了研究工作。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

文章链接:

https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ecy.70057

(植被与环境变化实验室供稿)

土壤微生物不同类群间共现网络参数随着施氮量的变化规律


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