海拔梯度根際微生物研究進(jìn)展
中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“版納植物園”)森林生態(tài)系統結構、功能與動(dòng)態(tài)研究組基于長(cháng)期監測海拔樣地平臺(海拔跨度800米至3800米,涵蓋中國西南山地典型的熱帶、亞熱帶和亞高山森林生態(tài)系統),通過(guò)野外采集和樣品測定,結合分子生物學(xué)實(shí)驗及生物信息學(xué)分析,比較了三個(gè)氣候帶不同海拔梯度上,寄主植物、根際微生物及其不同功能群的多樣性格局及其與環(huán)境的關(guān)系。探究下列科學(xué)問(wèn)題:不同氣候帶寄主植物和根際微生物的生物多樣性格局如何? 影響不同氣候帶寄主植物和根際微生物生物多樣性和群落組成的環(huán)境因子有哪些?
研究結果發(fā)現:(1)在海拔梯度上,宿主植物和根際微生物多樣性有三種主要格局(圖1),不同微生物功能群在不同氣候帶表現出顯著(zhù)的差異。(2)溫度和濕度決定了根際微生物和宿主植物的多樣性分布格局和群落組成。這些結果表明,微生物在區域尺度上擁有獨立的多樣性格局和驅動(dòng)力,針對不同地區及不同微生物類(lèi)群或功能群,應獨立探討其多樣性組成和成因,并且在保護政策和生態(tài)系統管理上做到綜合考量。該研究結果加強了對土壤微生物多樣性海拔格局和成因的理解,提高了對微生物-植物相互作用和關(guān)系的認識,并有助于預測氣候變化背景下植物和微生物對環(huán)境變化的不同響應。有助于在全球氣候變化和生物多樣性喪失的背景下優(yōu)化生物多樣性保護和生態(tài)系統管理。
該研究以“The spatial patterns of diversity and their relationships with environments in rhizosphere microorganisms and host plants differ along elevational gradients”為題發(fā)表在國際微生物學(xué)期刊Frontiers in Microbiology上。版納植物園森林生態(tài)系統結構、功能與動(dòng)態(tài)研究組研究生許詩(shī)嘉和云南民族大學(xué)袁燕副教授為共同第一作者,在站博士后張亞洲博士和楊潔研究員為通訊作者,曹敏研究員、宋曉陽(yáng)副研究員、研究生崔穆峰、宋鵬飛、趙仁生參與該研究工作。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國博士后科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )和版納植物園博士后項目的支持。
圖1. 三個(gè)氣候帶樹(shù)木、真菌和細菌多樣性的海拔分布格局。A:熱帶;B:亞熱帶;C:亞高山。A(1-3)、B(1-3)、C(1-3):樹(shù)種; A(4-6)、B(4-6)、C(4-6):真菌;A(7-9)、B(7-9)、C(7-9):細菌。SR:物種豐富度;PD:系統發(fā)育多樣性;Shannon:Shannon - wiener指數