Science：第一份全球土壤细菌的图谱

　　

一场春雨过后，空气中总是夹杂着泥土的芳香。这种味道其实来源于土壤中的细菌。那么，土壤中究竟有哪些细菌？科罗拉多大学的研究人员通过测序六大洲的多个土壤样本，终于建立了一份土壤细菌的图谱。

研究人员本周在《Science》杂志上公布了这项成果。他们表示，尽管土壤中的微生物存在极大的多样性，但大约500种细菌（2%左右）就占了全球土壤细菌群落的一半。

这篇论文的第一作者、科罗拉多大学的Manuel Delgado-Baquerizo表示：“通过这项研究，我们开始打开黑匣子，并更好地了解哪些微生物存在于我们周围的土壤中。”

Delgado-Baquerizo及其同事从全球237个地方收集土壤样本。这些样本代表了不同的气候和生态系统，包括森林和灌木丛林以及干旱和热带地区。利用16S rRNA基因扩增技术，他们鉴定出最丰富、最普遍的细菌种类。

研究人员报告称，这些样本变化很大。一些样本包含数百个种系型（phylotype），而另一些则包含数千个。其中，2%的细菌（25,224个种系型中的511个）占主导地位。这些细菌占了所有样本16S rRNA基因序列的41%，并在六大洲都存在。

之后，研究人员利用随机森林模型，试图确定这些种系型是否具有栖息地偏好。他们的模型考虑了15个环境变量，如干旱、紫外线辐射水平和土壤pH值。他们发现，在511个主要种系型中，一半以上具有可预测的栖息地偏好。研究人员指出，土壤pH值、季节降雨量和植物生产力是细菌丰度的最佳预测因子。

其中，200个种系型可以根据相似的偏好分成五大类：高pH值、低pH值、干旱地、植物生产力低下和干燥林环境。每个类别包含一系列门类的种系型，这表明了栖息地偏好与系统发育无关。

不过，研究人员还是研究了每个类别成员的基因组，看看它们是否有共同特征。尽管其中四个类别的样本数量有限，但他们还是发现对于干旱地的细菌，18个基因的相对丰度增加。其中包括Mnh和Mrp基因，它们都编码膜转运蛋白，并与细菌耐受碱性或高盐环境有关。

研究人员指出，这份土壤细菌的名单和分类有助于人们确定研究重点，以了解细菌的作用。“最终，对这些细菌的深入了解将帮助我们改善土壤健康和肥力，”Delgado-Baquerizo补充说。（生物通 薄荷）

原文检索

A global atlas of the dominant bacteria found in soil

Science  19 Jan 2018:
Vol. 359, Issue 6373, pp. 320-325
DOI: 10.1126/science.aap9516