菲律宾马基林山森林保护区土壤细菌群落组成与多样性分析

《Microbiology Resource Announcements》:Bacterial community profiles of soils from the Mount Makiling Forest Reserve, Philippines

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月24日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.6

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  马基林山森林保护区(Mount Makiling Forest Reserve, MMFR)蕴藏着具有潜在生物技术应用价值的多样化微生物,然而其各流域的细菌分类学谱系研究仍十分有限。针对16S rRNA基因的扩增宏基因组测序揭示,变形菌门(Proteobact

  
马基林山森林保护区(Mount Makiling Forest Reserve, MMFR)蕴藏着具有潜在生物技术应用价值的多样化微生物,然而其各流域的细菌分类学谱系研究仍十分有限。针对16S rRNA基因的扩增宏基因组测序揭示,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteriota)为优势菌门,而放线菌门(Actinobacteriota)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、粘球菌门(Myxococcota)、甲基米拉菌门(Methylomirabilota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、硝化螺旋菌门(Nitrospirota)和浮霉菌门(Planctomycetota)则以不同丰度存在。

研究背景与目的

马基林山森林保护区(Mount Makiling Forest Reserve, MMFR)是一个受保护的热带森林生态系统,其特征表现为海拔、土壤质地和养分状况的差异。其土壤支撑着多样化的微生物群落,这些群落在养分循环、有机质分解和生态系统稳定性中发挥关键作用,并可能蕴含着在农业、生物技术和生物修复方面具有潜在应用价值的微生物、基因和代谢产物。尽管具有重要的生态意义,东南亚热带森林微生物组的研究仍然相对不足,而MMFR各流域及环境梯度下的细菌多样性此前缺乏系统表征。

研究方法

研究人员于2025年9月至11月从Molawin-Dampalit、Cambantoc、Sipit和Tigbi四个流域采集了土壤样品。共设置15个采样点,涵盖三个海拔等级(<100、100–200和200–300米海拔)。在每个采样点的5 × 5 m样方内,从空间分离的点位采集0–10 cm深度的独立表土样品,共计45份。土壤DNA提取后,采用Illumina 16S宏基因组测序文库制备流程,针对细菌16S rRNA基因的V3–V4高变区进行扩增,引物为341F和805R。测序在Illumina MiSeq平台进行,使用2 × 300 bp双端读取模式。下机数据经QIIME 2 v2024.10软件处理,利用DADA2算法进行去噪、合并、去除嵌合体及推断扩增子序列变异(ASV)。分类学注释基于SILVA v138.1数据库,随后移除未分配和非细菌序列,最终获得956,352条高质量非嵌合序列用于后续分析。

研究结果

优势菌门组成:在所有采样位点中,变形菌门(Proteobacteria)平均相对丰度为21.57%,酸杆菌门(Acidobacteriota)为18.85%,放线菌门(Actinobacteriota)为12.85%,三者构成最优势的细菌类群。此外,疣微菌门(Verrucomicrobiota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、粘球菌门(Myxococcota)、甲基米拉菌门(Methylomirabilota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、硝化螺旋菌门(Nitrospirota)和浮霉菌门(Planctomycetota)也以不同丰度存在。
流域间差异:各流域间的相对丰度差异可能反映了局部土壤和环境条件的变化。例如,Cambantoc流域显示出最高的放线菌门(Actinobacteriota)相对丰度,暗示该区域独特的土壤理化性质可能更有利于该类群的富集。

结论与意义

本研究提供了关于菲律宾热带森林土壤微生物组的基线数据,揭示了MMFR作为宝贵微生物资源潜在来源的价值。研究结果强调了不同流域间细菌群落组成的差异性,这为进一步探索土壤环境因子与微生物群落结构之间的关系奠定了基础,并为该保护区的微生物资源挖掘与生物技术应用提供了重要依据。
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