准噶尔荒漠梭梭和柽柳根际土壤微生物功能基因丰度变化特征

马红钰, 周小国, 王宝, 宋渝川, 艾克热木·阿不拉提江, 蒋邵丽, 闵九洲, 赵红梅, 程军回

草业学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (08) : 109-122.

准噶尔荒漠梭梭和柽柳根际土壤微生物功能基因丰度变化特征

  • 马红钰, 周小国, 王宝, 宋渝川, 艾克热木·阿不拉提江, 蒋邵丽, 闵九洲, 赵红梅, 程军回
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摘要

大量研究表明,陆地生态系统中养分循环显著受到土壤微生物功能基因丰度(soil microbial functional gene abundance, SMFGA)变化的影响。目前,有关荒漠生态系统灌木根际土壤中SMFGA的变化特征仍所知甚少。基于此,本研究以准噶尔荒漠两种共存的优势灌木梭梭和柽柳为目标植物,在采集二者根际和株间空地表层土壤(0~10 cm)的基础上,通过宏基因组测序分析了与土壤碳、氮、磷循环相关的67个SMFGA,旨在揭示根际土壤中SMFGA变化特征及其与土壤理化性质(土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾)和土壤微生物多样性之间的内在联系。研究结果显示:1)与株间空地相比,梭梭和柽柳根际土壤具有较高的速效态养分(铵态氮、硝态氮和速效磷)含量。2)梭梭和柽柳根际土壤中,细菌Shannon-Wiener指数均高于株间空地。真菌Shannon-Wiener指数仅在梭梭根际和株间空地土壤中存在显著差异。3)参与碳、氮、磷循环的15、17和35个功能基因中,分别有6(pulA、nplT、chitinase、nagA、bglB和bglX)、2(nrfH和napB)和8个(gcd、phnG、phnH、phnI、phnL、phnA、phnJ和phnM)功能基因,其相对丰度在梭梭和柽柳根际土壤中显著高于株间空地。4)根际土壤中参与氮、磷循环的SMFGA,与速效钾和pH呈显著正相关关系,而参与碳循环的SMFGA与理化性质和微生物多样性均无显著关系。综合而言,荒漠生态系统中灌木根际效应改变了SMFGA变化特征及其与土壤理化性质和微生物多样性之间的关系。

关键词

土壤微生物功能基因丰度 / 根际土壤 / 灌木 / 荒漠生态系统

中图分类号

S812.2

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马红钰, 周小国, 王宝, 宋渝川, 艾克热木·阿不拉提江, 蒋邵丽, 闵九洲, 赵红梅, 程军回. 准噶尔荒漠梭梭和柽柳根际土壤微生物功能基因丰度变化特征. 草业学报. 2025, 34(08): 109-122

基金

国家自然科学基金(32260280,32360300)资助

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