传统施肥与仅施用氮肥的玉米土壤以及源自森林、经发酵富集的微生物群落的比较宏基因组学与代谢组学特征分析

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Comparative metagenomic and metabolomic characterization of conventionally and nitrogen-only fertilized maize soils and a forest-derived fermentation-enriched microbial community

　　

摘要

长期仅施用氮肥会改变玉米田土壤的物理化学性质和微生物群落结构。本研究从中国贵州省安顺市的一个为期四年的玉米田间试验中收集了仅施用氮肥的土壤（S）和传统施肥的土壤（B）。同时，通过使用森林土壤、米糠和糖蜜进行发酵，制备了一个来源于森林的微生物富集系统（T）。通过宏基因组测序和非目标代谢组学分析，比较了农业田地系统中S和B土壤之间的微生物、功能基因及代谢物的差异，并描述了作为独立参考系统的T的微生物群落组成、功能基因谱型和代谢物特征。结果显示，Pseudomonadota在T中占微生物群的44.33%，而在S中占20.63%，在B中占22.31%。与碳和氮代谢相关的基因（包括ackA、gltB和ureC）在T中的相对丰度高于S。途径级注释表明，与糖酵解和氮代谢相关的基因或模块在T中占比更高。代谢组学分析揭示了T中独特的代谢物模式，包括氨基酸、碳水化合物以及被注释为苯丙素相关途径的代谢物的差异。Candidatus Rokubacteria也在T中显示出较高的相对丰度。总体而言，本研究提供了关于来源于森林的发酵富集微生物群的微生物组成、功能基因谱型和代谢物特征的描述性多组学证据。由于T是一个人工富集的系统，并未引入农业土壤，因此这些结果应被视为未来控制验证的基线数据，而非土壤修复或功能补偿的直接证据。

图形摘要

此图像的替代文本可能是使用人工智能生成的。

长期仅施用氮肥会改变玉米田土壤的物理化学性质和微生物群落结构。本研究从中国贵州省安顺市的一个为期四年的玉米田间试验中收集了仅施用氮肥的土壤（S）和传统施肥的土壤（B）。同时，通过使用森林土壤、米糠和糖蜜进行发酵，制备了一个来源于森林的微生物富集系统（T）。通过宏基因组测序和非目标代谢组学分析，比较了农业田地系统中S和B土壤之间的微生物、功能基因及代谢物的差异，并描述了作为独立参考系统的T的微生物群落组成、功能基因谱型和代谢物特征。结果显示，Pseudomonadota在T中占微生物群的44.33%，而在S中占20.63%，在B中占22.31%。与碳和氮代谢相关的基因（包括ackA、gltB和ureC）在T中的相对丰度高于S。途径级注释表明，与糖酵解和氮代谢相关的基因或模块在T中占比更高。代谢组学分析揭示了T中独特的代谢物模式，包括氨基酸、碳水化合物以及被注释为苯丙素相关途径的代谢物的差异。Candidatus Rokubacteria也在T中显示出较高的相对丰度。总体而言，本研究提供了关于来源于森林的发酵富集微生物群的微生物组成、功能基因谱型和代谢物特征的描述性多组学证据。由于T是一个人工富集的系统，并未引入农业土壤，因此这些结果应被视为未来控制验证的基线数据，而非土壤修复或功能补偿的直接证据。

图形摘要

此图像的替代文本可能是使用人工智能生成的。