典型红壤水稻土中细菌群落构建机制

　　

　　 水稻是人类种植的重要粮食作物之一，水稻生长期内需要充足水分，与旱作土壤具有明显差异，长期植稻形成专有的水稻土类型。藏粮于土，土壤肥力是作物产量的重要决定因素。栖息在土壤中的微生物是驱动土壤养分周转的关键，微生物无处不在，而环境选择是决定微生物群落构建的重要因素。水稻土中微生物群落如何构建，驱动因素是什么？这一关键科学问题仍有待回答。

　　版纳植物园生物入侵研究组的李委涛助理研究员与合作者，选择江西典型红壤水稻土，分层采集土壤，借助高通量测序及荧光定量PCR技术分析细菌群落多样性及丰度。基于零模型计算βNTI值，解析细菌群落构建机制。研究发现，上表层土壤（0-10 cm）细菌群落构建主要是随机过程，水稻土长期淹水，微生物随水流迁徙，导致微生物群落结构相对均一化。随土层深度增加，微生物扩散限制愈加明显，尤其是下表层土（20-40 cm），微生物群落结构与形成土壤的母质关联更为紧密。10-20 cm土层似“廊道”，微生物自表层土壤向下“迁徙”。随土层深度增加，养分越来越贫瘠，微生物多样性降低，而微生物之间互作强度增加，养分及微生物互作是影响微生物群落构建的关键因子。该研究通过采集不同土层深度土壤样品，揭示细菌群落构建机制，丰富了微生物生态学重要理论，同时为土壤学研究提供重要参考。 

　　相关结果以Depth effects on bacterial community assembly processes in paddy soils为题发表在Soil Biology and Biochemistry杂志上。该研究受到国家自然科学青年基金支持。 

图1. 不同土层中细菌群落构建过程

图2. 不同土层细菌共发生网络拓扑结构

图3. 土壤理化及物种互作对βNTI的直接及间接作用