高山土壤中微生物群落的结构：季节和海拔效应

来源：拇指科研

微生物的高适应能力和生理适应性使它们能够在各种各样的生态系统中定殖。在土壤中，微生物群落通过调节其功能和物种组成以适应气候和营养条件而对环境变化做出反应。季节会导致温度、湿度、植被和养分浓度等因素的变化，这对于微生物的生存至关重要。因此，在这种变异非常明显的环境中，微生物群落将表现出相似的明显变化。高山生态系统经历了一系列明显的季节性变化，在这些生境中，海拔梯度、季节性降雪循环和不同的降水方式会影响植物的物种组成和土壤特性，从而影响微生物群落的组成。因此，高山生态系统是探索微生物群落如何应对环境变化的理想平台。很少有研究关注与气象因子和季节有关的微生物群落的动态变化。在亚高山的高寒地区，土壤通常在11月至5月季节性被雪覆盖，季节性积雪可以分为三个主要阶段：（i）积雪；（ii）稳定状态；（iii）融雪。由于雪的动态特性，这三个阶段中的每一个阶段都可能以不同的方式影响被覆土壤的隔热、防紫外线、透光性、水分利用率和养分输入。此外，在全球气候变化的背景下，高山环境将经历较短的冬季、降水变化、融雪状态和较薄的积雪，从土壤微生物学的角度来看，了解积雪对细菌和真菌群落的影响至关重要。但是，缺乏对积雪性质随时间的变化以及土壤和微生物学分析的全面概述。此外，通常在春季在融雪开始时在高海拔位置进行采样，而在冬季很少进行采样。大多数研究都集中在高北极土壤和冻原上，因此对季节性积雪对空间复杂的高山生态系统的影响知之甚少。

瑞士苏黎世联邦理工学院生物地球化学与污染物动态研究所的AnnaLazzaro等人在瑞士乌里州选取了4个海拔梯度并季节性取样，采用qPCR、T-RFLP以及测序技术对细菌和真菌群落进行研究，比较不同海拔梯度上细菌和真菌群落的季节性差异，他们猜想微生物群落会随季节变化而变化，且季节效应的影响可能高于海拔的。

他们发现，可溶性养分的浓度在10月显着增加，但在冬季积雪时显著降低。在任何季节，高寒草甸的可溶性养分含量都比冰川高。不同海拔的微生物群落结构受季节的显著影响。在冬季积雪中，细菌群落主要由β-Proteobacteria主导。在无雪季节，其他群落（即蓝细菌）变得更加丰富。海拔高度对土壤特性有重要影响，而季节会影响土壤特性以及微生物群落结构，植被对微生物群落的影响较小，在每个海拔高度处，细菌和真菌的群落结构均表现出明显的年度周期。 

该项研究结果以“Structures of Microbial Communities inAlpine Soils: Seasonal and Elevational Effects”为题，于2015年11月发表在Frontiers in Microbiology上。（IF=4.259）