| 中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所張林教授團(tuán)隊(duì)： |
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論文標(biāo)題: The Driving Mechanisms of Soil Microbial Community Diversity and Stability in Different Plant Communities Along the Lower Jinsha River’s Water-Level-Fluctuation Zone
論文鏈接: https://www.mdpi.com/2076-2607/14/3/604
期刊名：Microorganisms
期刊主頁(yè)：https://www.mdpi.com/journal/microorganisms
消落帶（WLFZ）是一個(gè)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)，連接陸地和水域環(huán)境，其特征是由于自然和人為因素導(dǎo)致的周期性淹沒(méi)和暴露。該動(dòng)態(tài)區(qū)在能量交換中起關(guān)鍵作用，并作為防止污染進(jìn)入水體的天然屏障。一個(gè)重大挑戰(zhàn)是WLFZ內(nèi)大面積空置棲息地的形成，這些棲息地容易被具有強(qiáng)擴(kuò)散能力和高定殖率的植物迅速定殖。另一方面，WLFZ為人類干預(yù)提供了寶貴機(jī)會(huì)。目前，大量研究人員關(guān)注WLFZ周期性洪水的土壤養(yǎng)分和酶活性，而關(guān)于土壤養(yǎng)分、酶活性、微生物群落特性及其與WLFZ不同植物群落重要關(guān)聯(lián)的研究較少。
近日，中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所張林教授團(tuán)隊(duì)在 Microorganisms 期刊發(fā)表研究論文，以金沙江下游消落帶中的4種植物群落（ Parthenium hysterophorus (P. hysterophorus), Ziziphus mauritiana (Z. mauritiana), Cynodon dactylon (C. dactylon), Zea mays (Z. mays)）為研究對(duì)象，系統(tǒng)探究了土壤養(yǎng)分和微生物群落（尤其是細(xì)菌和真菌）變化的特性，以及它們?cè)谒膫�(gè)典型植物群落中微生物穩(wěn)定性的驅(qū)動(dòng)作用。研究揭示了消落帶四種植物群落的土壤性質(zhì)與酶活性存在顯著差異，其中P. hysterophorus和Z. mauritiana處理的微生物多樣性、群落復(fù)雜度及特定土壤因子的調(diào)控路徑均不同于C. dactylon和Z. mays處理，且細(xì)菌與真菌在群落穩(wěn)定性及環(huán)境響應(yīng)機(jī)制上表現(xiàn)出明顯分化。
1. 研究?jī)?nèi)容及結(jié)果
1.1 WLFZ不同植物群落下的土壤性質(zhì)、酶活性及微生物OTU差異
研究發(fā)現(xiàn)WLFZ中四種不同植物群落的土壤性質(zhì)和酶發(fā)生了顯著變化，其中P. hysterophorus和Z. mauritiana的處理最終高于Z. mays和C. dactylon處理（圖1）。在細(xì)菌和真菌群體中，P. hysterophorus和Z. mauritiana 處理的OTU數(shù)量高于C. dactylon和Z. mays處理，LEfSe顯示細(xì)菌生物標(biāo)志物僅解釋了順序，而真菌生物標(biāo)志物可以解釋物種（圖2）。
圖1. WLFZ不同植物群落下的土壤性質(zhì)、酶活性及微生物OTU差異
圖2. WLFZ不同植物群落下細(xì)菌和真菌的LEfSe分析
1.2 關(guān)鍵土壤因子對(duì)不同植被類型微生物穩(wěn)定性與多樣性的差異化驅(qū)動(dòng)機(jī)制
細(xì)菌和真菌共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模式表明，C. dactylon和P. hysterophorus處理的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)比Z. mauritiana和Z. mays處理更為復(fù)雜，而C. dactylon和P. hysterophorus處理的群落穩(wěn)定性明顯低于Z. mauritiana和Z. mays處理（圖3）。CCA結(jié)果顯示，脲酶、AP、BD和ALP與四個(gè)不同菌落的細(xì)菌群落有顯著相關(guān)性，BD、AN和ALP與不同菌群的真菌有顯著相關(guān)（p < 0.05）（圖4）。相關(guān)分析表明，SMC和pH是顯著影響四種植被類型微生物群落穩(wěn)定性和多樣性的關(guān)鍵因素，而其他土壤特性則表現(xiàn)出群落特異性效應(yīng)。中介分析模型揭示了細(xì)菌和真菌穩(wěn)定性的不同且群落特異的調(diào)控途徑，表明pH是Z. mauritiana群落中主要的直接驅(qū)動(dòng)因子，土壤水分在P. hysterophorus中發(fā)揮主導(dǎo)作用，而在C. dactylon中，細(xì)菌穩(wěn)定性則間接受通過(guò)SMC變化介導(dǎo)的pH調(diào)節(jié)（圖4）。
圖3. WLFZ（A，C）中四種類型不同群落中細(xì)菌和真菌模式的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視化。細(xì)菌和真菌共現(xiàn)模式包含五種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌绻?jié)點(diǎn)、邊、度、模類和聚類（B，D）。
圖4. WLFZ中四種類型不同群落中土壤因子與微生物多樣性及穩(wěn)定性的CCA分析和中介模型分析。
2. 研究總結(jié)
本研究揭示了消落帶四種植物群落驅(qū)動(dòng)下土壤性質(zhì)、酶活性及微生物多樣性的顯著分化，其中P. hysterophorus和Z. mauritiana群落的微生物OTU豐富度和群落復(fù)雜度高于Z. mays和C. dactylon群落。研究進(jìn)一步闡明了細(xì)菌與真菌在群落穩(wěn)定性及環(huán)境響應(yīng)上存在非同步機(jī)制，真菌標(biāo)志物可解釋至物種水平而細(xì)菌僅至目水平，進(jìn)而影響了微生物共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。pH與土壤水分等關(guān)鍵因子通過(guò)群落特異性路徑調(diào)控細(xì)菌和真菌的穩(wěn)定性，為消落帶脆弱生態(tài)系統(tǒng)的微生物生態(tài)管理提供了新視角。未來(lái)可通過(guò)整合植物功能型與土壤微環(huán)境因子，預(yù)測(cè)群落演替與生態(tài)功能變化。
期刊簡(jiǎn)介
Microorganisms (ISSN: 2076-2607) 是一個(gè)國(guó)際化、經(jīng)同行評(píng)審的開(kāi)放獲取期刊，旨在為微生物學(xué)相關(guān)研究提供高水平的學(xué)術(shù)交流平臺(tái)。期刊主題涵蓋微生物學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域，主要發(fā)表環(huán)境、植物、食品、腸道、醫(yī)藥、生物技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)文章。目前期刊被SCIE (Web of Science)、PubMed (NLM)、Scopus等重要數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。在2025年6月科睿唯安發(fā)布的《期刊引證報(bào)告》中，Microorganisms 位列微生物學(xué)領(lǐng)域二區(qū)，最新影響因子為4.2；同時(shí)，Microorganisms 在新銳分區(qū)的生物學(xué)大類分區(qū)中被評(píng)為二區(qū)。
期刊主編
Dr. Nico Jehmlich
Dr. Nico Jehmlich畢業(yè)于Leipzig University并于亥姆霍茲環(huán)境研究中心獲得博士學(xué)位，自2013年起擔(dān)任德國(guó)亥姆霍茲環(huán)境研究中心微生物組生物學(xué)小組組長(zhǎng)。Dr. Nico Jehmlich擁有十五年微生物群落研究經(jīng)驗(yàn)，專注于宏蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，研究腸道微生物群。他開(kāi)發(fā)了基于蛋白質(zhì)的穩(wěn)定同位素探針技術(shù)，助力發(fā)現(xiàn)獨(dú)立完成完全硝化作用的細(xì)菌群，推動(dòng)微生物學(xué)發(fā)展。其研究團(tuán)隊(duì)致力于探究化學(xué)暴露、腸道微生物與人體毒性結(jié)果間復(fù)雜關(guān)系。他計(jì)劃為研究人員提供分享微生物研究成果的平臺(tái)，維護(hù)同行評(píng)審高標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)跨學(xué)科合作，提升期刊全球影響力。
Microorganisms期刊介紹
主編：Nico Jehmlich, UFZ-Helmholtz Centre for Environmental Research, Germany
期刊主題涵蓋微生物學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域，主要發(fā)表環(huán)境、植物、食品、腸道、醫(yī)藥、技術(shù)等微生物相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)文章�，F(xiàn)已被SCIE (Web of Science)、PubMed (NLM)、Scopus等重要數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。
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2024 Impact Factor
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4.2
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2024 CiteScore
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7.7
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Time to First Decision
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20 Days
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Acceptance to Publication
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2.9 Days
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