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“隐蔽”的土壤微生物以及在那里能够找到他们

来源:admin    发布时间:2020-08-20   阅读数:116

Obscure soil microbes and where to find them

“隐蔽”的土壤微生物以及在那里能够找到他们

作者:Manuel Delgado-Baquerizo

发表时间:2019-3-29

技术手段:16S+ITS

发表杂志:ISME

影响因子:9.493


一、导读

土壤细菌和真菌在最高的分类等级(门类水平)仍未分类,这妨碍了我们评估全球陆地生态系统中这些土壤生物的生态和功能。对这些未知土壤类群进行分类的第一个逻辑步骤是确定地球上可能最常见的未分类的细菌和真菌的潜在位置。文章使用了来自全球235个地点的土壤调查数据,包括真菌和细菌群落的扩增子测序信息,并生成了全球地图集来突出标记一些土壤,预测在这些土壤中未知门的细菌和真菌将更普遍。为发现未知细菌的工作做出了指导作用。

土壤微生物群落在维持土壤养分循环、废物分解、气候调节和污染降解等重要过程中发挥着重要作用。令人担忧的是,我们缺乏对这些细菌和真菌最基本的分类信息,因为它们与分类数据库,即使在最高的分类级别(如门级) 它们也不符合分类数据库中的最新数据。


二、背景

对这些未知微生物类群进行分类的第一个合乎逻辑的步骤是确定它们在全球可能被发现的潜在位置。这些信息可以被分类学家和微生物学家用来定位这些新的土壤类群。在这里,使用来自235个地点的全球土壤调查的数据,包括来自世界各地的真菌(ITS基因)和细菌(16S rRNA基因)群落的扩增子测序信息,以突出显示这些在分类上(细菌和真菌)最普遍具有未知门的土壤位置。值得注意的是,在全球范围内的土壤中,高达1.36%和9.37%的被分类为细菌或真菌的检索到的系统类型在门级上仍未分类。对于这些微生物,我们不知道它们属于哪个门。换句话说,对于某些土壤,细菌和真菌中近10%的类群是我们完全不知道的。这些分类单元代表所有16S rRNA序列的0.01 1.86%(平均0.12%)和所有检索序列的0.00 22.11%(平均3.98%)之间。


三、解答的问题

1. 未知门的细菌和真菌的分别在哪类土壤中的占比最高?

“隐蔽”的土壤微生物以及在那里能够找到他们图1

图1

这个图统计了235个地点中未知门的细菌和真菌的按土壤类型分类的百分比的平均值(±SE)也就是235个地点按土壤类型分类,然后统计这些类别中未知门的细菌和真菌的占比。

然后发现:在北方森林和热带森林中可以找到未知门细菌种类比例最大的土壤样本(图1),而在干旱森林和草原中可以找到未知门真菌种类比例最大的土壤样本。


2. 未分类的细菌和真菌在全球的分布有什么规律?

“隐蔽”的土壤微生物以及在那里能够找到他们表1

表1

这个表主要揭示了 未知门的细菌和真菌 与生态系统类型之间的相关性。引入了气候(干旱指数,最高和最低温度,降水季节性和平均昼夜温度范围),一级结构,土壤特性(总有机碳,pH和质地)和紫外线等参数。


文章作者基于:

1. 具有未知门的细菌和真菌的系统类型百分比与关键环境因子高度相关的。

所以,这一结果表明,环境数据可以用来预测未分类的真菌和细菌在门水平上的系统类型分布。

2. 这里使用的数据库包括地球上发现的环境条件和土壤性质的广泛梯度,对全球分布的陆地生态系统具有高度代表性。

3. 最后,关于预测非分类类群百分比的关键环境因素的高分辨率图(表1)可在全球范围内获得。

 

基于以上观点,作者建立了全球地图集。

“隐蔽”的土壤微生物以及在那里能够找到他们地表图集

这个地图集表明这张全球地图集显示,来自巴西、智利、俄罗斯、印度尼西亚、冰岛、北欧和北美海岸线的土壤中含有较高比例的未知门的细菌。另一方面,来自秘鲁、中国、澳大利亚、南非、中东、撒哈拉地区和北美西海岸的沙漠中真菌的未分类类群所占比例相对较高。


四、得到了哪些结论

平均而言,在北方森林和热带森林中可以找到未知门细菌种类比例最大的土壤样本,而在干旱森林和草原中可以找到未知门真菌种类比例最大的土壤样本。

来自巴西、智利、俄罗斯、印度尼西亚、冰岛、北欧和北美海岸线的土壤中含有较高比例的未知门的细菌。另一方面,来自秘鲁、中国、澳大利亚、南非、中东、撒哈拉地区和北美西海岸的沙漠中真菌的未分类类群所占比例相对较高。




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