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周集中研究组在《自然-通讯》发文揭示森林土壤微生物多样性的调控机制

上传时间:2016-07-08 12:01:16      作者:      浏览:28

        7月5日,清华大学分室周集中研究组在《自然》出版社综合性子刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表题为《温度调控洲际尺度的森林土壤微生物多样性》(Temperature mediates continental-scale diversity of microbes in forest soils)的研究论文,发现了全球气候变暖背景下森林土壤微生物多样性的受温度调控的规律。清华大学分室“千人计划”教授周集中为论文第一和通讯作者,中国科学院生态环境研究中心“百人计划”邓晔研究员为论文的共同通讯作者。
       全球普遍性的气候暖化已对动植物多样性产生了明显的影响,但对微生物多样性的影响尚未确定性的结论。生态代谢理论从反映化学反应速率的阿伦尼乌斯公式出发,预测升温可加快物种代谢和分化,使得物种多样性与环境温度形成指数性上升关系。这一理论在动植物学研究中得到了证明,但对于微生物的适用性一直未能厘清。

不同空间尺度上采集的森林土壤样品
      

        周集中课题组和邓晔研究员与生态代谢理论的创始人、美国科学院院士詹姆斯·布朗(James H. Brown)等人合作,利用高通量测序技术对北美大陆大范围的森林土壤样品进行了分析,发现森林土壤细菌、真菌、固氮菌等种群也遵循生态代谢理论,温度是大空间尺度上最重要的调控因素,其效应要强于学界普遍认可的土壤pH值的影响。但是与植物相比,微生物受温度的调控稍弱,同时由于土壤异质性的影响,所以在以往的实验中未能得到充分的认识。
       这一发现具有重要的理论价值和现实意义。它不仅证明了生态代谢理论可以外延至环境微生物,说明了化学热力学定律在物种进化中的重要作用,而且对于预测生态系统对气候、环境扰动的响应规律和生态保护具有重要的指导意义。



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