期刊：Environmental Research
题目：火山环境对狗尾草根际土壤微生物关键类群及生态系统多功能性的影响
第一作者：崔烨
通讯作者：李晓玉，陈金
导读：研究利用Illumina MiSeq高通量测序技术，探讨了火山地区狗尾巴草根际土壤中微生物群落的构成。研究发现，相较于非火山土壤，火山土壤中的真菌α多样性更高，而细菌的绝对丰度在不同演替阶段存在显著差异（P < 0.0001）。进一步的网络分析显示，非火山土壤的微生物多样性整体上优于火山土壤。然而，火山土壤的真菌网络结构更加复杂，拥有更多的节点（425对比770）和连接（21844对比74532），且根际促生菌的富集程度更高。通过回归分析及关联网络分析，我们发现真菌群落与生态系统多功能性之间的关系比细菌群落更为紧密。这项研究不仅为火山植物根际微生物核心类群的研究提供了基础资料，也对理解植物根际土壤生态系统的多种功能提供了重要洞见。
引言：高度相互作用的微生物分类单元被认为是维持整个微生物群落稳定性的关键类群。这些关键类群对于污染物降解、土壤碳和氮循环等过程至关重要，有助于保持生态系统的多功能性。不过，火山环境中这些关键类群如何维持微生物群落的稳定性，以及它们与生态系统多功能性之间关系的具体机制，至今仍不甚明了。狗尾巴草（学名：Setaria viridis L.）是一种适应性强的草本植物，它能耐受干旱和重金属污染，生长迅速，种子产量高，并具备高效的光合作用能力，常被用作极端环境下恢复植被的先锋植物。本研究选择狗尾巴草作为研究对象，分别从火山地区（标记为SV）和非火山地区（标记为SN）采集样本，旨在探究以下三个方面的内容：（1）比较火山与非火山地区狗尾巴草根际土壤微生物群落的差异；（2）评估两地狗尾巴草根际土壤微生物群落的稳定性和复杂度；（3）探索狗尾巴草根际土壤中微生物群落多样性与生态系统多功能性之间的关系。通过这项研究，我们希望能够深入了解火山土壤根际微生物群落的特点，以及它们与土壤多功能性之间的关联，同时揭示火山土壤微环境和生物特性的潜在影响。
研究方案：本研究的采样点位于中国安徽省东部的女山火山（地理位置：北纬32.83°至33.03°，东经117.97°至118.23°）。这一地区保存了大量的原始微生物资源，几乎未受人类活动的影响，因此女山火山成为了研究火山土壤生态系统中微生物群落的理想场所。研究人员从狗尾巴草根部周围采集土壤样本，然后通过2毫米的筛子过滤，准备用于后续的实验分析。
研究结果：
图1. 两种位点类型之间细菌（a）和真菌（b）群落的alpha和beta多样性。
图2. SPEC-OCCU 图显示了每种栖息地类型（a）中丰度最高的2000个ASV；x 轴表示占用率，即ASV在所有站点中的分布情况；y轴表示特异性。饼图显示代表每个栖息地特化种的ASV率（b）。
图3. 生态系统多功能性与细菌（a）和真菌（b）群落之间的关联。
总结：研究结果表明非火山地区的根际土壤具有更高的细菌多样性，而火山地区则以真菌多样性为主导。此外，微生物的拷贝数及与碳（C）和磷（P）循环相关的功能基因（如cbbL/R和phoD）的拷贝数在两类地点之间存在显著差异。真菌群落中核心微生物的数量较多，与生态系统多功能性的关系更为密切。尽管如此，网络复杂性和alpha多样性对狗尾巴草根际土壤的影响并不显著。本研究的结果对于理解火山环境中根际微生物的多样性和结构具有重要意义，同时也为探讨火山植物根际土壤特性与核心微生物及生态系统多功能性之间的关系提供了新的视角。
作者介绍
崔烨（第一作者）：安徽农业大学2023级农艺与种业专业硕士。研究方向为极端环境土壤微生物生态，以第一作者（含共一）在Applied and Environmental Microbiology、Environmental Research和Rhizosphere发表论文3篇。
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李晓玉（通讯作者）：安徽农业大学教授，博士生导师。主要从事玉米与微生物互作抗逆及根际微生态调控研究。主持国家自然科学基金项目3项，国家重点研发计划课题1项、子课题2项，省级项目3项；主持省级教研项目2项。以第一完成人获得省级教学成果一等奖1项，获全国农牧渔业丰收二等奖（第3完成人），授权及申请专利8项。以第一作者和通讯作者发表SCI论文30余篇，获得地方标准1项，主持和参与选育玉米新品种4个。
陈金（通讯作者）：安徽农业大学副教授，硕士生导师。主要研究方向为微生物资源开发与利用，相关学术成果发表在iMeta、Applied and Environmental Microbiology、Catena、Horticultural Plant Journal、Science of the Total Environment等期刊。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等项目，担任iMeta、Exploration等期刊青年编委。
