北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性分布格局及其影响因子

作     者：杨美雪 罗婷 钟艺倩 吴淼锐 陶旺兰 陆芳 王斌 向悟生 唐年武 李先琨 

作者机构：广西师范大学生命科学学院 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室 弄岗喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金(32271599) 广西壮族自治区科技基地和人才专项(桂科23-026-273) 

主　　题：喀斯特季节性雨林 土壤细菌 群落多样性 生境 海拔 理化因子 

摘      要：【目的】广西北热带喀斯特季节性雨林是我国特有的森林生态系统，然而其土壤微生物多样性及其维持机制尚不清楚。探究北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性分布特征及影响因子，为该地区土壤微生物多样性及其维持机制的解析提供参考依据。【方法】以弄岗北热带喀斯特季节性雨林15公顷长期动态监测样地(以下简称弄岗样地)为例，基于16S rRNA基因高通量测序技术对其土壤细菌群落组成、多样性分布格局及其潜在影响因子进行分析。【结果】弄岗样地3种生境(洼地、中坡、山顶)土壤共包含细菌操作分类单元(operational taxonomic unit， OTU) 5 841个，隶属于35门104纲242目373科677属1 501种，主要优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)等；洼地与中坡生境的优势细菌门都为变形菌门，山顶生境则为放线菌门；生境水平上，土壤细菌总OTU数与特异OTU数呈现出洼地大于中坡、中坡大于山顶规律，但群丛水平上尽管山顶群丛(HH)的OTU总数显著少于其他群丛，但其特异OTU数量却是最多。土壤细菌α多样性 (Chao1、Sobs、Shannon、Simpson)指数在洼地与中坡生境间差异不明显，但山顶显著低于洼地与中坡生境，群丛HH也显著低于其他群丛。β多样性主坐标分析(principal co-ordinates analysis， PCoA)表明，土壤细菌群落结构在不同生境及群丛中存在明显差异；线性判别分析(linear discriminant analysis effect size， LEfSe)表明，洼地与山顶生境标志类群较多，中坡的差异指示种最少；相关性(Spearman correlation与Mantel test)及冗余分析(redundancy analysis， RDA)表明，平均海拔(average elevation， AvELE)是影响不同生境土壤细菌分布的主要因子，土壤有机碳(soil organic carbon， SOC)、碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen， AN)及速效磷(available phosphorus， AP)影响次之。Tax4Fun功能预测显示：土壤细菌群落功能在不同生境及群丛间存在显著性差异，其中山顶最为特殊。【结论】本研究揭示了弄岗样地的土壤细菌群落组成及其多样性分布格局，明确了海拔是影响其分布的首要因子。研究结果为广西北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性维持机制的解析提供了基础和依据。