ISME | 时空差异调控根际生态位分化
推荐：江舜尧
编译：橙
编辑：小菌菌
文章摘要
根际作为微生物碳转化的热点区域，是土壤有机质（SOM）的重要前体及根多糖和聚合碳水化合物的合成起始点。然而，根际碳水化合物降解的微生物生态机制目前尚不清楚。
作者利用常见的一年生草本植物野麦草，进行沿生长时间尺度的宏转录组测序，并比较了根际、碎屑周际（detritusphere）和根际-碎屑层复合环境中的微生物功能差异。转录本使用特定参考数据库（根际SIP宏基因组（SIP-MG），土壤宏基因组（MG），培养分离的基因组（I），单细胞扩增基因组（SAG））进行比对。
尽管土壤生境对群落组成和基因表达都有显著影响，但微生物在时间尺度上发生的功能演替要更快。此外，作者利用上调的降解基因聚类分析，确定了四个不同的微生物共位群（根际，碎屑周际，衰老根（Aging Root）共位群以及“低响应”群体），这些类群的功能演替模式表明，由新鲜生长的根、腐烂的根碎屑或老化的根提供的基质是专一化的。
碳水化合物降解基因在根际上调，并且在根际-根碎屑的结合中，物种分类多样性和功能多样性最高，表明根际微生物共位群（guilds）的共存促进了生态位分化。宏转录组定义的共位群可用于模拟根际演替及其对土壤碳循环的影响。
文中重要图片说明
图1. NMDS排序分析根和根碎屑对野燕麦生长期间（3、6、12、22天）土壤微生物群落及其转录本的影响。
图2. 在22天生长期，从野燕麦培养箱中采集根际和非根际土壤中的物种分类和功能多样性。
图3. 关键碳水化合物降解基因的基本特征（基因组潜力）与已实现的代谢生态位（基因表达上调）。
图4. 时间序列热图表示在22天的野麦草培养实验中，各基因组CAZy基因表达。
图5. 分类为本研究的24个细菌的降解CAZy基因的上调基因（根际，碎屑周际，衰老根，低响应群）
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