南京土壤所在土壤生物體型影響群落構建研究中獲進展

2020-12-25 騰訊網

土壤微生物多樣性產生和維持的微生物群落構建機制是微生物生態學的基本問題，控制微生物種內遺傳多樣性的進化過程包括突變、選擇、基因流動以及遺傳漂變，與之對應，控制微生物種間多樣性的生態過程包括物種形成、選擇、擴散和生態漂變。在微生物生態學中，選擇是確定性過程，漂變是隨機性過程，擴散和多樣化通常被認為是隨機過程，但在某些情況下也可以是確定性過程。土壤中生物體型大小是生物的基本屬性之一，決定生物個體的生活史特徵，影響生物物種的生理屬性及其與周圍環境間的相互作用，並最終影響生物群落的動態變化，例如選擇、擴散、漂變等。然而，在土壤微生物生態學中，關於體型大小在多大程度上影響微生物的群落構建仍缺乏研究，從而制約了對土壤生物多樣性與生態多功能性之間協同機制、以及土壤生物系統對環境變化響應機制的深入認識。

中國科學院南京土壤研究所孫波團隊結合跨東亞大陸尺度的水稻土樣本和全球尺度的薈萃分析，揭示體型大小在土壤微生物和微動物群落構建中的重要作用，首次發現生物的體型大小與群落構建之間存在普遍而統一的關係。從已有的生物體型（繁殖體大小）數據看，細菌為0.2-5微米，真菌為1.5-380微米，原生動物為3-199微米，線蟲為199-1612微米。生物體型大小與豐富度、擴散速率和生態位寬度負相關，從而影響生物群落的周轉率。較小的生物（細菌）由於受到較弱的環境過濾和擴散限制的影響，群落構建趨向隨機性過程；而較大的生物（真菌、原生動物和線蟲）由於受到較強的環境過濾和擴散限制，群落構建趨向確定性過程。研究揭示生物體型大小在生物群落構建機制中的作用，可以指導肥沃和健康土壤生物群落的構建，促進土壤生物網絡實現養分轉化和增產增效功能。

相關研究成果發表在Nature Communications上。研究工作得到國家自然科學基金重點項目、國家優秀青年基金和國家重點研發項目的資助。

土壤不同體型生物的群落組裝過程

來源：南京土壤研究所

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