SBB | 宏基因组学揭示了混合树种凋落物对细菌和真菌木质纤维素降解功能的影响(国人作品)
推荐：江舜尧
编译：独世
编辑：小菌菌
文章摘要
研究背景：木质纤维素作为森林凋落物的主要成分，其降解是一个复杂的微生物过程，涉及了多种细菌和真菌。通常，针叶林凋落物在自然环境中不易降解，导致养分周转缓慢。相关研究表明，木质纤维素在混合物种凋落物中可以快速降解，但与其降解速率相关的潜在微生物代谢途径尚未深入研究。
方法：本研究分别于落叶后第60、150、270和360天收集了三种种植类型的凋落物：日本落叶松、檫木，日本落叶松/檫木混合种植，利用宏基因组学技术及相关生物信息学分析研究其微生物群落以及与木质纤维素降解相关的潜在基因功能途径。
结果：混合树种凋落物中木质纤维素多数成分的降解率和酶活性均显著高于落叶松凋落物。混合树种凋落物中与木质纤维素降解相关的β-变形菌纲和座囊菌纲的相对丰度显著高于落叶松凋落物。种植类型显著影响了细菌纤维素和半纤维素以及真菌木质素降解基因。相关性检验表明了木质纤维素的含量与微生物群落组成以及酶活性显著相关，同时真菌分解者可能是不同凋落物类型中木质纤维素降解的主要驱动因子。落叶松和檫木的混合凋落物改变了微生物群落的组成和木质纤维素降解基因的补体，加速了木质纤维素的分解，从而恢复了土壤质量。
结论：本文研究结果表明，相较于单特异性凋落物，混合树种凋落物可以改变微生物群落和与降解木质纤维素相关的基因组成，从而加速木质纤维素的降解。
文中重要图片说明：
图1 | 凋落物降解过程中木质纤维素成分的含量变化。
图2 | 凋落物降解过程中胞外酶的活性变化。
图3 | 凋落物降解过程中三种种植类型凋落物的细菌（a）和真菌（b）纲水平的相对丰度变化。
图4 | 凋落物降过程中细菌和真菌中木质纤维素降解基因的相对丰度变化。
图5 | 每种细菌（a）和真菌（b）纲水平对木质纤维素降解功能基因丰度的贡献。
图6 | 冗余分析确定微生物纲水平，木质纤维素成分含量和酶活性之间的相关性。
图7 | 通过细菌和真菌调节木质纤维素降解的图模型。
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