不同的土壤微生物群落组成和结构：来自养牛场内外土壤的证据

《Brazilian Journal of Microbiology》：Distinct soil microbial community composition and structure: evidence from soil inside and outside the cattle farm

牧场内土壤微生物群落具有更高α多样性及更复杂稳定真菌网络，与环境因素如有机碳和碱性水解氮显著相关。

　　

摘要

牛场内部与外部土壤之间的差异可能反映了牛场内长期暴露于粪便的影响，这可能导致土壤具有不同的性质和微生物结构。然而，关于牛场内外土壤的微生物组成及共现模式的比较研究相对较少。为填补这一空白，本研究结合了Illumina MiSeq测序技术、共现网络分析以及土壤理化特性分析，以比较两个地点的微生物群落结构。结果显示，牛场内的土壤微生物α多样性高于外部土壤。火山图显示，不同地点之间微生物类群的相对丰度存在显著差异：其中Devosia的相对丰度在牛场内显著较高，而Paenibacillus和Nitrospira的相对丰度在牛场外显著较高（|log2FC| ≥ 1.2）。牛场内的真菌网络在复杂性和稳定性方面也优于外部土壤，表现为节点和边数更多（节点数：194 vs. 153；边数：13231 vs. 8007），且拓扑特征更优。通过Mantel检验进一步证实，土壤有机碳和碱解氮含量对微生物群落有显著影响。本研究揭示了粪便对微生物群落结构和网络稳定性的具体驱动因素，为利用牛粪改善土壤微生物生态提供了重要见解，从而有助于实现可持续农业管理。

图形摘要

牛场内部与外部土壤之间的差异可能反映了牛场内长期暴露于粪便的影响，这可能导致土壤具有不同的性质和微生物结构。然而，关于牛场内外土壤的微生物组成及共现模式的比较研究相对较少。为填补这一空白，本研究结合了Illumina MiSeq测序技术、共现网络分析以及土壤理化特性分析，以比较两个地点的微生物群落结构。结果显示，牛场内的土壤微生物α多样性高于外部土壤。火山图显示，不同地点之间微生物类群的相对丰度存在显著差异：其中Devosia的相对丰度在牛场内显著较高，而Paenibacillus和Nitrospira的相对丰度在牛场外显著较高（|log2FC| ≥ 1.2）。牛场内的真菌网络在复杂性和稳定性方面也优于外部土壤，表现为节点和边数更多（节点数：194 vs. 153；边数：13231 vs. 8007），且拓扑特征更优。通过Mantel检验进一步证实，土壤有机碳和碱解氮含量对微生物群落有显著影响。本研究揭示了粪便对微生物群落结构和网络稳定性的具体驱动因素，为利用牛粪改善土壤微生物生态提供了重要见解，从而有助于实现可持续农业管理。

图形摘要