解读森林土壤微生物群落：对印度西孟加拉邦班库拉地区乔伊普尔地区退化森林土壤与茂密森林土壤中细菌多样性的比较宏基因组分析

《Biologia》：Deciphering forest soil microbial communities: a comparative metagenomic analysis of bacterial diversity between degraded and dense forest soil of Joypur, Bankura, West Bengal, India

本研究对比分析热带退化林与密林土壤理化性质及微生物群落，发现退化林土壤pH较低且有机碳等养分含量显著低于密林。宏基因组测序显示退化林样本reads量较少但α多样性更高，两者优势菌群均为Proteobacteria，退化林有113种独特genera，密林34种，共有91种genera，证实人为活动导致森林土壤微生物组成和多样性变化。

　　

摘要

森林土壤中孕育着一个多样化且高度整合的微生物系统，该系统调节着土壤的物理化学性质并支持植物生长。土壤微生物群落使得大量和微量营养素得以释放，并通过生物地球化学循环不断被利用，从而确保了森林生态系统的可持续性。仅依靠培养依赖性的方法无法全面了解森林土壤微生物组的构成。因此，本研究采用了宏基因组分析这一不依赖于培养的技术，来探究热带森林的微生物生态学特征以及森林土壤的物理化学性质。与茂密森林（pH值为6.18±0.42）相比，退化森林的土壤pH值较低（5.85±0.40）。在茂密森林中，有机碳、磷酸盐、硫和锰等关键土壤养分的含量更高（分别为1.39±0.29%、19.18±4.99千克/公顷、63.78±2.66千克/公顷、39.57±5千克/公顷），而退化森林土壤中的这些养分含量较低（分别为0.65±0.25%、18.90±2.22千克/公顷、15.83±0.54千克/公顷、37.87±1.68千克/公顷）。退化森林土壤样本的宏基因组包含0.09百万条读段，GC含量为53.5%；而茂密森林土壤样本的宏基因组包含0.4百万条读段，GC含量为58.5%。α多样性指数表明，退化森林土壤中的细菌种类更为丰富。在两种土壤微生物组中，变形菌门（Proteobacteria）都是最占主导地位的类群。研究成功鉴定了退化森林土壤中的113个独特属、茂密森林土壤中的34个独特属，以及两种土壤共有的约91个属。其中，在退化森林土壤样本中，Acinetobacter和Candidatus Solibacter是最主要的细菌属。总体而言，研究表明，由于人为活动导致的森林退化在一定程度上改变了土壤中的微生物组成和多样性。