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为探究高海拔冻土土壤微生物群落对气候变化的响应，研究人员开展了拉达克羌塘地区冻土土壤细菌多样性及其与土壤地球化学参数关系的研究。结果发现不同采样点细菌群落结构差异显著。该研究为预测微生物介导的生物地球化学循环提供依据。
在地球的高寒地带，冻土如同隐藏着无数奥秘的宝藏，静静诉说着生态的故事。随着全球气候变暖的步伐不断加快，高海拔地区的冻土受到了强烈冲击。这些冻土中封存着大量的碳，一旦微生物对这些碳进行分解，生物地球化学循环就可能被打破，引发一系列难以预估的生态问题。然而，在拉达克的羌塘地区，这片高海拔、低氧且干旱的区域，冻土土壤微生物群落的相关信息却极为匮乏。就像在黑暗中摸索，我们急需一盏明灯来照亮这片未知的领域，因此，开展对该地区冻土土壤微生物多样性及其影响因素的研究迫在眉睫。
来自印度旁遮普大学（Panjab University）等机构的研究人员勇敢地踏上了探索这片神秘领域的征程。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们揭开了冻土土壤微生物世界的神秘面纱。
研究人员为了深入了解这片冻土土壤中的微生物奥秘，运用了多种先进技术。在样本采集方面，他们于 2020 年 8 月，从拉达克羌塘地区的措卡（Tsokar）和久提（Jukti）采集了深度达 40cm 的冻土土壤样本 。在分析技术上，运用 16S rRNA 基因扩增子测序技术，对土壤中的细菌群落进行测序分析；同时采用多种化学分析方法，测定土壤的 pH、有机碳（OC）、电导率（EC）等地球化学参数。
土壤地球化学特征
研究人员通过分析发现，采样点的土壤质地为沙质到沙质黏土。不同采样点的土壤地球化学参数存在显著差异，除了氮（N）、磷（P）、钾（K）。措卡土壤的 pH 值呈强碱性，而久提土壤为中性。措卡土壤的电导率、水分含量和有机碳含量明显高于久提土壤（ANOVA, F > 6; F>6 ; p<0.05 ）。
多样性分析
通过多种指数对土壤样本细菌群落的 Alpha 多样性进行评估，发现不同土壤层之间的差异并不显著（t-test, p>0.05 ）。PCoA 分析表明，基于 Bray-Curtis 度量，细菌群落的 Beta 多样性在不同采样点之间存在显著差异（PERMANOVA 检验：F 值为 2.3316; R2=0.466 , p=0.001 ） ，不同采样点的样本聚类明显不同。
Venn 图分析
在属水平上进行 Venn 图分析，研究人员发现来自两个不同采样点的四个土壤层共共享 183 个属，每个土壤层也都有其独特的属。其中，措卡上层土壤（TUS）的独特属数量最多。
不同土壤剖面细菌群落比较
研究发现，不同土壤层在不同分类水平上细菌丰度存在显著差异。在 TUS 中，南极杆菌属（Antarcticibacterium）、水单胞菌属（Aquimonas）等属显著占优势（LDA > 3.0） ；而在措卡核心土壤（TCS）中，酸杆菌属（Acidibacter）、食酸菌属（Fodinicola）等属更为丰富。
不同地点细菌群落比较
两个地点的 OTUs 统计分析显示，在门水平上，久提（JUS + JCS）和措卡（TUS + TCS）的细菌丰度存在显著差异。在措卡样本中，人参皂苷歧化菌（Phnomibacter ginsenosidimutans）等物种显著占优势；而在久提样本中，迟缓食油菌属（Oleiharenicola lentus）等物种的含量更高。
线性判别分析效应量（LEfSe）
LEfSe 分析在 OTU 水平上确定了不同土壤层间具有显著差异的生物标志物。共发现 134 个细菌分类群的丰度存在显著差异，其中 91 个细菌分类群的 LDA 得分大于 3.0。
PICRUST 分析预测细菌群落代谢途径
PICRUST 分析揭示了土壤核心样本细菌群落的多种代谢途径，包括氨基酸生物合成、芳香化合物代谢等。这些代谢途径表明细菌群落在营养循环、有机物降解等生态过程中发挥着重要作用。
研究人员通过一系列严谨的研究，得出了诸多重要结论。在拉达克羌塘地区的冻土土壤中，变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是主要的优势菌门，但在不同采样点的相对丰度有所不同。土壤地球化学参数，如 pH、有机碳和水分含量，对细菌群落结构有着显著影响。不同采样点的细菌群落表现出明显的差异，反映了它们对不同环境条件的适应性。
这项研究意义重大。它首次揭示了拉达克羌塘地区冻土土壤的细菌多样性，填补了该领域的知识空白。研究结果有助于我们深入理解微生物群落与环境之间的相互作用，为预测微生物介导的生物地球化学循环对环境变化的响应提供了重要依据。在全球气候变暖的背景下，这对于保护冻土生态系统、维护生态平衡具有重要的指导意义，也为后续相关研究奠定了坚实的基础。
