分子视角下的植被分类研究：标准观测方法与植物群落地下代谢组测序技术的比较分析

《Journal of Vegetation Science》：Molecular Insights Into Vegetation Classification: A Comparative Analysis of Standard Observations and Belowground Metabarcoding of the Phytocoenosis

植被分类研究对比传统地上调查与地下DNA测序（ITS2、trnL-trnF、trnH-psbA）方法。在波兰Opole地区三个管理强度（低/中/高）的湿地、中湿、干草甸中，地下样本显示更高物种丰富度（含1日地上调查未检出的暂生、多年生及根茎植物），但TWINSPAN和NMDS分类结果与地上方法一致，干草甸分类最精准。主要分类特征稳定，但整合分子数据可为全面生物多样性监测提供依据。

　　

摘要

问题

植被分类对于理解、管理和保护植物群落至关重要，但传统方法通常仅依赖于地表观测。最近的研究表明，地下组成部分可能蕴含着大量的隐藏多样性，这可能会影响分类结果。在这里，我们将基于传统地表调查的植被分类结果与来自地下植物部分的DNA宏条形码数据进行比较。

地点

波兰西南部的奥波莱西里西亚地区。

方法

我们在中欧三种类型的草原（湿润、中湿和干燥）中调查了54个样地（每个样地面积为1平方米），并分别采用了三种不同的管理强度（低、中、高）。地表物种组成通过标准植物学方法进行记录，而地下样本则通过高通量测序技术进行分析，分析了三个DNA区域（ITS2、trnL–trnF和trnH–psbA）。

结果

结果显示，地下样本中的物种丰富度显著更高，其中包含许多在为期一天的地表调查中未被发现的短暂性、多年生或根茎植物物种。尽管有这些新增物种，TWINSPAN分类和非度量多维尺度分析（NMDS）得出的主要草原类型划分结果仍然相似，尤其是干燥草原的分类结果在所有方法中都表现得最为清晰。在三个DNA区域中，ITS2和trnL–trnF与传统的地表分类结果最为一致，而trnH–psbA的一致性较低。值得注意的是，由于地下检测到的额外物种所导致的物种组成差异并未显著改变各草原类型的聚类分配或关键诊断物种。

结论

我们的结果强调了传统植被分类方法的稳健性，即使面对额外的地下分子数据也是如此。然而，分子方法和观测方法的结合可以提供更全面的植物群落多样性视角，突显了将DNA宏条形码技术整合到更全面的生物多样性监测和保护策略中的价值。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。