『锐帮读』16S和宏基因组测序研究塞拉多热带草原土壤微生物多样性

sailing_387 2016-09-10

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Microbial Diversity in Cerrado Biome (Neotropical Savanna) Soils

PLOS ONE，2016，IF=3.234

通讯作者：

Ricardo Henrique Krüger

巴西利亚大学

kruger@unb.br

塞拉多是南美最大的热带草原，其地貌从热带草原过渡到森林，构成了一个独特的生态区，但其真正的生态系统多样性仍然是不清晰的。本研究利用核糖体RNA基因测序和宏基因组测序，针对该地区四个不同区域里两季的土壤真菌、细菌、古菌的多样性进行研究。揭示其遗传水平上的多样性，将有助于理解微生物间的相互作用及未来气候变化对陆地生态系统的潜在影响。

材料与方法

土壤样品采集：

两季：干季（09.2010）,湿季（02.2011）；

四地：cerrado denso, cerrado sensu stricto, campo sujo, gallery forest；（每个取样点三个重复）

核糖体RNA基因测序：

细菌16S rDNA：787F/1492R；古菌16S rDNA：751F/UA1406R；真菌18S rDNA: EF4F/Fung5R

测序平台：GS FLX+ Titanium system (454 Life Sciences Corporation, Branford, CT, USA).

宏基因组测序：

GS FLX Titanium Rapid Library MID Adapters Kit (454 Life Sciences)

研究结果

1、不同植被地貌的细菌、古菌、真菌群落组成

细菌：湿季相对于干季而言，在门水平上，AD3, WPS-2, Planctomycetes, Verrucomicrobia,及Chloroflexi的相对丰度明显减少，而Proteobacteria相对丰度显著增加（图1）。

图1 两季四地土壤细菌群落门水平相对丰度

(a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sensu stricto, (d) gallery forest soils；

古菌：除cerrado denso地区外，Thermoprotei 为主要的纲。Thermoprotei在campo sujo及cerrado sensu stricto的旱季丰富而在gallery forest soils中雨季更为丰富（图2）。

图2 两季四地土壤古菌群落门、纲水平相对丰度

(a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sensu stricto, (d) gallery forest soils；

真菌：不同地区真菌的群落结构在湿季和干季之间也有着较大的变化（图3）。

图3 两季四地土壤真菌群落门水平相对丰度

(a) cerrado denso, (b) campo sujo, (c) cerrado sensu stricto, (d) gallery forest soils.

2、不同地区土壤群落β多样性分析

通过遗传距离和ANOSIM分析（图4）表明，土壤真菌、细菌、古菌的群落组成在干季和湿季有较大的差异。

图4 两季四地土壤真菌、细菌、古菌群落结构差异PCoA分析

细菌：(a) unweighted UniFrac distance , (b) Canberra distance;

古菌：(c) unweighted UniFrac distance，(d) Canberra distance；

真菌：(e) unweighted UniFrac distance and (f) Canberra distance.

cerrado denso (CD), campo sujo (CS), cerrado sensu stricto (SS), gallery forest (MG) soils.

Solibacteres, Acidobacteria subgroup 6, Chloroflexi, Betaproteobacteria, AD3及hermoleophilia在雨季随土壤含水量增加而减少；而Alphaproteobacteria,Gammaproteobacteria, Acidobacteriales, Sphingobacteria, Pedosphaerae 和 Gemmatimonadetes随土壤含水量增加而增加。