EES | 利用盐度作为环境过滤因素将微生物结构与微生物性状分布和功能相互关联
推荐：江舜尧
编译：艾奥里亚
编辑：十九
瑞典隆德大学（Lund University）Kristin M. Rath等人于2019年7月23日在Ecological and Evolutionary Science发表题目为《Linking Microbial Community Structure to Trait Distributions and Functions Using Salinity as an Environmental Filter》的文章。该研究通过将盐度作为环境过滤因素，基于高通量测序技术，采用“自上而下”的一个概念框架来探究微生物群落是如何响应生态系统变化过程。通过确定微生物过程对环境因素(如耐盐性)的依赖性，以确定群落的总体响应性状分布，进而与群落结构和微生物群落所发挥的功能相联系。
文章摘要
尽管土壤微生物在土壤生态循环中发挥着重要的作用，但由于缺乏将微生物过程与群落组成和结构联系起来的信息，将生态系统功能归于微生物群落的特定成分仍受到阻碍。微生物群落的结构和功能随环境的变化而变化，然而将两者相互联系一直是具有挑战性的。本研究中，盐度被用作环境过滤变量，以探究其如何影响微生物性状分布、群落结构以及由此产生的土壤微生物的功能。本研究以非盐渍化土壤(0-22 mg NaCl g-1)作为实验原料，基于细菌生长和盐度之间的剂量响应关系，确定靶标微生物群落性状(耐盐性)的分布情况，基于Illumina 16S rRNA基因扩增子序列分析细菌群落结构响应，基于呼吸以及细菌和真菌的生长情况探究微生物功能变化。结果发现，盐暴露很快会导致过滤特性的分布，而更强的过滤会导致更大的变化。过滤后的性状分布与群落组成差异有很好的相关性，表明性状分布的改变至少部分是由物种周转所驱动的。虽然盐暴露降低了呼吸，但微生物生长反应似乎具有竞争性相互作用的特点。当细菌生长在高盐度受到抑制时，真菌生长率最高，当细菌生长速率在中等盐度水平达到峰值时，真菌生长率最低。这些发现证实了非盐渍土中真菌对盐度耐受性的潜力比细菌更高。总之，基于盐度作为环境过滤因素，我们可以将目标性状分布与土壤微生物的群落结构和产生的功能联系起来。
文章中重要图片说明
图1 | A代表盐暴露第40天后盐浓度与细菌生长的剂量反应曲线；B代表在四种盐处理下细菌生长的耐盐性指数IC50；C代表从第10天起在不同盐度处理下细菌生长的耐盐性指数IC50；所有数据采用平均值±标准差的形式表示。
图2 | A代表在不同盐暴露浓度下，基于Bray-Curtis的细菌群落组成的主坐标分析(PCoA)；B代表以群落耐盐指数IC50作为第一排序轴，基于Bray-Curtis的细菌群落组成的主坐标分析(PCoA)；C代表在四种不同盐浓度暴露下，基于16S扩增数据中地球移动带感知距离（EMBAD）的细菌群落主坐标分析(PCoA)；D代表以群落耐盐指数IC50作为第一排序轴，基于16S扩增数据中地球移动带感知距离（EMBAD）的细菌群落主坐标分析(PCoA)。
图3 | 四种不同盐处理下呼吸(A)、细菌生长率(B)和真菌生长率(C)随时间的变化(以天为单位)；所有数据采用平均值±标准差的形式表示。
图4 | 四种不同盐处理下累积呼吸(A)、细菌生长率(B)和真菌生长率(C)随时间的变化(以天为单位)；所有数据采用平均值±标准差的形式表示。
表1 | 四种不同盐处理的盐度信息。
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