作者:李晨 来源:科学网 发布时间:2019/8/25 14:38:00
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科学家打开土壤微生物群落装配“黑箱”

 

由于土壤微生物的复杂性和难培养性,长期以来,人类对土壤微生物多样性如何影响群落生态功能的认识不深,只能用“黑箱”来概括。

8月23日,《自然—通讯》在线发表了南京农业大学资环学院土壤微生物与有机肥团队关于土壤微生物群落装配和生态功能影响机制的最新研究成果,窥见了“黑箱”里的秘密。

论文共同通讯作者、南京农业大学教授张瑞福告诉《中国科学报》,土壤微生物活动是实现土壤物质循环和养分转化的功能基础,不同的微生物具有不同的生态功能,因此土壤微生物群落的装配会影响土壤养分循环能力和生态系统生产力的高低,并关系到生态系统的稳定。近年来,土壤微生物多样性的重要生态功能及多样性损失对生态系统的威胁,引起许多国际组织和政府的重视。

该研究发现,土壤微生物群落中的“特异性”功能微生物是决定群落装配过程的关键因素,也是维持微生物群落稳定的重要基础。所谓“特异性”功能,就是仅由少数微生物功能群“持有”的功能,如土壤氨氧化过程、有机污染物降解等功能。

论文第一作者、南京农业大学副教授荀卫兵介绍,在土壤微生物群落装配初期,营养和空间位充足,微生物随机生长、繁殖、死亡,群落遵循随机装配过程。在群落装配后期,空间和营养条件受限,环境选择压力增加,仅在土壤微生物多样性较高、能够“持有”和“表达”更多“特异性”功能时,群落才能适应环境,维持随机生长、繁殖、死亡的随机性装配过程;相反,在土壤微生物多样性较低时,微生物类群趋向于“各自为战”,群落维持条件选择或者均一化选择的确定性装配过程。

论文共同通讯作者、南京农业大学教授沈其荣认为,“特异性”功能微生物在影响土壤微生物群落装配过程和维持土壤生态系统服务功能中有着重要作用,对破译土壤微生物多样性和系统生态功能之间的关系具有重要的科学意义。

该研究同时得到“973”计划、国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41467-019-11787-5

 
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