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科学研究

高原湖泊中核心和卫星细菌亚群落的构建和共生模式

 

自然生态系统中,根据对群落功能的潜在重要性,元群落中的细菌可以被划分为不同的生态组合,如丰富或稀有亚群落和核心或卫星亚群落。到目前为止,这一分类已被证明是理解微生物生态学原理的有用工具,并已在海洋和河流生态系统中使用。但对西藏湖泊中核心和卫星亚群落的物种组成,特别是它们的群落构建机制和共现模式的了解仍然很少。

兰州大学泛第三极环境中心2019级联合培养博士研究生、生命科学学院生态学专业博士生闫琦通过采集青藏高原30个湖泊表层湖水样品(图1),分析了高原湖泊中核心和卫星细菌亚群落的地理学分布、群落构建机制和共生关系。发现核心和卫星细菌亚群落具有相似的优势门(变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和放线菌门Actinobacteria)(表1);核心亚群落比卫星亚群落具有更强的距离衰减关系(图2)。此外,网络节点拓扑性质表明,核心亚群落具有更复杂和稳定的共现关系(图3),主要由随机过程驱动(58.19%),而卫星亚群落以确定性过程为主(62.17%)(图4)。该研究揭示了高原湖泊中核心和卫星亚群落的构建机制和网络稳定性的差异,说明了考虑物种特征对了解高海拔湖泊细菌群落生物地理分布的重要性。在全球变暖情况下,全面了解湖泊微生物对环境变化的响应,对于保护高原湖泊中特色资源至关重要。

近日,该研究成果以“Community Assembly and Co-occurrence Patterns Underlying the Core and Satellite Bacterial Sub-communities in the Tibetan Lakes”为题在Frontiers in Microbiology上发表。该研究得到了国家自然科学基金(批准号:41771086和42006200)、中国科学院第二次青藏高原科学考察与研究计划(STEP)(批准号:2019QZKK0503)和国家重点研发计划(批准号:2019YFC1509103)等项目的资助。

原文链接:http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2021.695465/full?&utm_source=Email_to_authors_&utm_medium=Email&utm_content=T1_11.5e1_author&utm_campaign=Email_publication&field=&journalName=Frontiers_in_Microbiology&id=695465

1 青藏高原30个湖泊采样点分布

2 核心和卫星亚群落的距离衰减模式

3 核心和卫星亚群落中细菌的共现模式

4 核心和卫星细菌亚群落的构建机制

1 核心和卫星亚群落的物种组成

Taxonomy

Core

Satellite

No. of OTU

Total pi (%)

No. of OTU

Total pi (%)

Proteobacteria

256

26.88

592

26.83

Bacteroidetes

193

20.61

383

16.2

Actinobacteria

129

20.09

438

20.08

Cyanobacteria

76

14.93

151

8.27

Firmicutes

68

5.16

85

3.98

Tenericutes

18

4.82

69

3.55

Planctomycetes

23

2.32

53

2.08

Verrucomicrobia

18

1.8

27

1.26

Chloroflexi

10

0.56

22

0.91

Chlorobi

3

0.58

10

0.55

Gemmatimonadetes

10

0.37

10

0.37

[Thermi]

2

0.07

5

0.2

Acidobacteria

5

0.08

5

0.28

Candidate_division_TM7

1

0.01

2

0.07

Others

43

1.72

368

15.37