土壤微生物生物地理學研究進展

2020-12-05 科學網

 

由於技術手段的限制，傳統上人們往往認為微生物的地理分布與大型動植物的分布有著根本區別，即微生物是全球性隨機分布的。隨著分子生物學技術在微生物生態學研究中的應用，近年來發現土壤微生物群落結構和多樣性同樣具有一定的地理分布格局，顛覆了人們傳統上對於微生物全球性隨機分布的認識。這些研究證明了微生物的分布在空間上是非隨機的，卻仍沒有回答微生物的這種非隨機分布是如何產生和維持的，即哪些因子驅動了微生物多樣性的空間分布特徵。

 

近日，中科院生態環境研究中心賀紀正課題組有關大尺度下土壤微生物多樣性變化驅動機制的研究取得重要成果，論文發表於Nature系列雜誌《國際微生物生態學會會刊》（The ISME Journal）上（Differences in soil bacterial diversity: driven by contemporary disturbances or historical contingencies? The ISME Journal (2008) 2, 254–264）。

 

他們採用分子生物學技術，結合先進的統計分析方法，對大量土壤樣品細菌多樣性特徵進行了系統分析，發現歷史進化（以地理上分隔的不同取樣點或土壤類型、土壤剖面層次來表徵）是驅動大尺度下（約1000公裡）土壤細菌多樣性變化的主控因子，其對土壤細菌多樣性變化的貢獻約為60%；當代環境擾動（以不同的取樣時間和施肥處理來表徵）也可造成局部土壤細菌多樣性變化，其對土壤細菌多樣性變化的貢獻約為20%；另有約20%的貢獻來自於該研究尚未考察到的因子。這一研究首次在大尺度下對土壤細菌多樣性的變化給出了定量表徵，並為開展類似的土壤微生物生物地理學研究提供了方法思路。該項研究成果表明，歷史進化和現代環境擾動對土壤細菌多樣性變化的作用模式與大型動植物有相似之處，可能有一些對所有類型生物都適用的生物地理分布規律存在。

 

賀紀正研究員為中國科學院「引進國外傑出人才」計劃入選者，2005年到生態環境研究中心組建「土壤分子生態學」課題組。該項研究受到科技部「973計劃」、國家自然科學基金和科學院知識創新方向性項目的支持。（來源：中科院生態環境研究中心）

 

（《國際微生物生態學會會刊》（The ISME Journal），(2008) 2, 254–264，Yuan Ge，Ji-zheng He）

 

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