基于分子生态学网络探究亚高山草甸退化对土壤微生物群落的影响

Revealing the effects of subalpine meadow degradation on soil microbial communities by molecular ecological network analyses

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摘要土壤微生物群落在草地生态系统功能中发挥着至关重要的作用,但目前尚不清楚微生物群落的分子生态网络如何响应亚高山草甸退化.以五台山4个不同退化阶段(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化)亚高山草甸为研究对象,利用高通量测序和随机矩阵网络构建理论构建土壤微生物群落分子生态网络.探讨草地退化对亚高山草甸土壤微生物群落结构及网络的影响,不同退化程度下微生物网络结构中的关键微生物变化规律以及该过程中微生物之间的互作关系.研究结果表明,不同退化程度亚高山草甸土壤微生物(细菌、真菌和细菌-真菌)网络拓扑属性存在差异.总体上,退化增加了土壤细菌内部、真菌内部以及细菌-真菌群落间的相互作用,导致其网络结构更为复杂.未退化草甸土壤微生物网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比退化草甸更能抵抗外界环境的变化,在应对人为干扰或者气候变化时可能具有更高的稳定性.退化草甸中的网络关键物种(模块枢纽和连接器)与未退化草甸明显不同.土壤含水量和pH与亚高山草甸土壤细菌、真菌以及整个微生物网络连通度均显著相关(P＜0.05),总氮和硝氨态氮含量与土壤真菌和微生物网络连通度呈显著相关(P＜0.05).亚高山草甸退化导致土壤微生物种间关系改变,进而改变土壤微生物整体生态网络.

作者 罗正明 ^[1] 刘晋仙 ^[2] 赫磊 ^[3] 周妍英 ^[4] 李眉红 ^[5] 郑庆荣 ^[4] 柴宝峰 ^[2] 学术成果认领

作者单位 忻州师范学院地理系,忻州 034003;山西大学黄土高原研究所,黄土高原生态恢复山西省重点实验室,太原 030006 ^[1] 山西大学黄土高原研究所,黄土高原生态恢复山西省重点实验室,太原 030006 ^[2] 山西省林业和草原工程总站,太原 030006 ^[3] 忻州师范学院地理系,忻州 034003 ^[4] 山西省五台山国有林管理局,繁峙 034300 ^[5]

关键词退化草地亚高山草甸土壤微生物分子生态学网络 degraded grassland subalpine meadow soil microbe molecular ecological network

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研究论文

DOI 10.20103/j.stxb.202206241799

发布时间 2023-10-25

基金项目

国家自然科学基金（31801962）；山西省高等学校人文社会科学重点研究基地项目（2022J027）；山西省高等学校科技创新项目（2021L465）