卡塔尔旱地土壤原生生物多样性研究：环境DNA宏条形码技术揭示TSAR类群生态适应机制

本研究通过环境DNA（eDNA）宏条形码技术，首次系统解析卡塔尔Rawdha与Sabkha两种典型旱地生境中TSAR（Telonemia, Stramenopila, Alveolata, Rhizaria）类群的原生生物多样性。研究发现Alveolata（囊泡虫类）占比超50%，Spirotrichea（旋毛纲）与Colpodea（肾形纲）为优势纤毛虫类群，功能群以消费者为主导。该研究为极端高温环境下微生物适应性机制提供了重要理论依据。

　　

研究亮点

我们通过对卡塔尔两种典型旱地生境（rawdha和sabkha）的土壤原生生物群落进行研究，利用针对18S rRNA基因V4区的环境DNA宏条形码技术，从100份样本中获得112,529条高质量序列，鉴定出1524个TSAR（Telonemia, Stramenopila, Alveolata, Rhizaria）扩增子序列变异（ASVs）。该方法成功检测到多种真核生物谱系，并实现了对其多样性和相对丰度的评估。

结果

经质量过滤后，从100个样本的112,529条序列中共获得1524个TSAR扩增子序列变异（ASVs），这些ASVs代表Stramenopila（不等鞭毛类）、Alveolata（囊泡虫类）和Rhizaria（根状虫类）的生物类群。在所有采样点均未检测到Telonemia（端丝虫类）。

Rawdha和sabkha生境的土壤群落存在显著统计学差异（PERMANOVA, p=0.0027）。不同采样点之间以及同一生境内不同样本间也观察到显著差异。在所有样本中共鉴定到170个属，其中52个属为所有点位共有。Sabkha生境拥有最多特有属（22个），几乎是任一rawdha点位的三倍。在多数样本中，Alveolata（囊泡虫类）支系占总属丰富度的50%以上。在纤毛虫中，Spirotrichea（旋毛纲）和Colpodea（肾形纲）在采样时最为丰富。功能分析显示消费者（consumers）为优势营养类群。

环境条件与群落组成的关系

Rawdha和sabkha被确认为生态特征迥异的生境。Rawdha土壤通常更肥沃，而sabkha土壤相对贫瘠（Al-Thani and Yasseen, 2021）。土壤肥力与微生物群落的组成和活性密切相关（Xiong et al., 2018）。正如预期，PERMANOVA揭示两种生境类型间的群落结构存在显著统计学差异。

结论

总而言之，卡塔尔旱地土壤两种生境类型的原生生物群落包含SAR支系所有三个类群的代表。SAR类群的大量存在凸显了其对极端条件（高温、低湿度、高盐度以及氮磷等必需营养元素匮乏）的适应能力。这种韧性可能与灵活的生活史策略（包括形成包裹和营养机会主义）有关。