Kara toprak tarım arazilerinde amonyak oksitleyen mikroorganizmaların ve arkelerin biyocoğrafik dağılımı üzerine araştırma ilerlemesi
Mikrobiyal topluluk kompozisyonu ve çeşitliliğinin mekansal modelinin incelenmesi ve çevresel değişikliklere tepkisi, yeryüzündeki biyoçeşitliliğin oluşumu ve sürdürülmesi mekanizmasını ortaya çıkarmak için bir ön koşuldur. Son yıllarda, toprak mikroorganizmalarının dağılım şekli ve tahrik mekanizması üzerine yapılan araştırmalar, uluslararası bir araştırma noktası haline geldi.
Çin Bilimler Akademisi, Kuzeydoğu Coğrafya ve Tarımsal Ekoloji Enstitüsü'nün Tarımsal Moleküler Ekoloji Grubu'ndan araştırmacılar, Kuzeydoğu Çin'deki tipik siyah toprak tarım arazilerindeki bakteri, mantar ve asit bakterilerinin coğrafi dağılım modelleri üzerinde derinlemesine araştırma yaptılar ve bir dizi olağanüstü bilimsel araştırma sonucu elde ettiler. Bu temelde, araştırmacılar kara toprak tarım arazilerindeki toprak arkelerinin (Archaea), amonyak oksitleyen bakterilerin (AOB) ve amonyak oksitleyen arkelerin (AOA) topluluk yapısını ve topluluk yapısını daha fazla incelemek için gerçek zamanlı nicel qPCR ve yüksek verimli sıralama teknolojisini kullandılar. Çeşitlilik dağılım özellikleri ve tahrik mekanizması.
Çalışma, Nitrososphaera ve Nitrosospira'nın kara toprak alanındaki tarım arazileri topraklarında amonyak oksidasyon sürecine dahil olan ana AOA ve AOB grupları olduğunu buldu (Şekil 1). AOA'nın amoA geninin bolluğu, toprak organik madde içeriği ile önemli ölçüde pozitif ilişkilidir, ancak toprak pH'ıyla hiçbir ilişkisi yoktur. Aksine, AOB'nin amoA geninin bolluğu toprak pH'sı ile önemli ölçüde pozitif korelasyon gösterir, ancak organik madde içeriği ile hiçbir korelasyonu yoktur, bu da AOA ve AOB arasında fizyolojik özelliklerde farklılıklar olduğunu gösterir. AOA bolluğu ile organik madde içeriği arasındaki önemli pozitif korelasyonun sonucu, AOA'nın ağırlıklı olarak oligotrofik ortamda dağıldığı raporuna aykırı olup, siyah toprakta karbon kaynağı kullanımına ilişkin AOA gruplarının sayısının organik madde içeriğinin artmasıyla artacağını göstermektedir. Topluluk yapısının analizi, AOA'nın kara toprak kuşağında AOB'den daha belirgin bir coğrafi dağılım modeli gösterdiğini ve toprak pH'sının iki tip amonyak oksitleyen mikroorganizmanın uzamsal dağılımını yönlendiren ana faktör olduğunu buldu. Kara toprakta AOA'nın amoA geninin bolluğu AOB'ninkinden önemli ölçüde daha yüksek olmasına rağmen, korelasyon analizi, AOB ile toprak arasındaki potansiyel nitrifikasyon oranının AOA'ninkinden daha yakın olduğunu gösterir ve AOB'nin kara toprağın amonyak oksidasyonuna en önemli katkı sağlayıcısı olabileceğini gösterir.
Buna ek olarak, arkeal topluluklar üzerine yapılan çalışmalar, sadece thaumarchaeota'nın en büyük sayıya sahip olduğu, ardından Euryarchaeota'nın ve Crenarchaeota'nın çok küçük bir orana sahip olduğu üç filum tespit etti (Şekil 2). Thaumarchaeota grubu 1.1b,% 87.23'lük ortalama nispi bolluk ile garip arkelerdeki en baskın dağıtım grubudur. Thaumarchaeota 1.1b grubunun Nitrososphaera grubuna ait olduğu göz önüne alındığında, kara toprak tarım arazisindeki arkelerin çoğunun amonyak oksidasyon sürecine dahil olduğunu göstermektedir. Çalışma ayrıca, arkeler ve bakteri topluluklarının dağılımının benzer olduğunu ve her ikisinin de bariz uzamsal dağılım modellerine sahip olduğunu buldu.Toprak pH'ı, arkeal toplulukların dağılımını yönlendiren en önemli toprak faktörüdür.
Araştırma sonuçları 2018 ve 2019 yıllarında Frontiers in Microbiology'de yayınlandı. Araştırma, Çin Bilimler Akademisi ve Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı'nın stratejik pilot projesi tarafından finanse edildi.
Kaynak: Kuzeydoğu Coğrafya ve Agroekoloji Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
