研究院车荣晓团队发文揭示云南土壤微生物的多样性分布格局与维持机制

近日，云南大学国际河流与生态安全研究院车荣晓团队在生态学传统一区期刊Molecular Ecology在线发表了题为Soil microbial subcommunity assembly mechanisms are highly variable and intimately linked to their ecological and functional traits的学术论文。云南大学国际河流与生态安全研究院研究生范秋萍和刘开放为该论文共同第一作者，车荣晓研究员为通讯作者。

揭示土壤微生物多样性维持机制是分子生态学的重要研究目标之一。尽管对整体微生物群落构建机制的研究日益增多，但对不同微生物类群子群落构建机制的认识仍十分有限。云南是世界知名的生物多样性热点地区，但有关该区域土壤微生物多样性分布格局与维持机制的认识仍十分匮乏。据此，该研究系统采集了来自云南100多个地点的土壤样品，基于扩增子高通量测序和iCAMP分析，揭示了各微生物类群的子群落构建机制及其与相应微生物类群生态和功能属性的关系。

图1 云南省土壤微生物多样性的分布格局

研究发现，云南土壤微生物多样性极高，原核生物和真菌的总zOTU数量分别达到了27000和34000，但不同地点的土壤微生物多样性差异巨大（图1）。iCAMP分析表明，扩散限制和同质选择是云南土壤微生物多样性的主要维持机制，但不同土壤微生物类群的子群落构建机制也存在较高的异质性（图2）。例如，同质选择对古菌子群落构建的贡献率为70%，但对放线菌门、芽单胞菌门和浮霉菌门子群落构建的贡献仅为10%左右。具有较高出现频率、平均相对多度和网络关联度，以及更宽生态位的微生物子群落构建往往更受均质扩散和漂变的影响，但受到异质选择和扩散限制的影响较小。不同功能群的子群落构建机制也存在较大的差异。值得注意的是，固氮菌、硝化菌、腐生菌和部分土传病原菌的子群落构建主要受同质选择控制，而反硝化菌和真菌病原菌的子群落构建主要受漂变等随机过程的影响。

图2 土壤原核生物和真菌的子群落构建机制

该研究得到国家自然科学基金、云南省兴滇英才支持项目、云南省基础研究计划，以及云南大学专业学位研究生实践创新基金项目的支持。以上研究结果不仅大幅提升了有关云南地区土壤微生物多样性分布格局的认识，还为深入理解土壤微生物多样性的维持机制提供了新视角。此外，该研究所建立的数据分析流程对未来的相关研究也具有重要参考价值。