Unraveling negative biotic interactions determining soil microbial community assembly and functioning | The ISME Journal (nature.com)

2021-ISME: Unraveling negative biotic interactions determining soil microbial community assembly and functioning

微生物群落在所有生态系统中都发挥着重要作用，但缺乏对这些群落聚集的生态过程的全面理解。为了解决微生物之间的生物相互作用在土壤微生物群的组装和功能中的作用，我们使用了一种自上而下的操作方法，该方法基于去除自然土壤微生物群落中的各种种群。我们假设，某些微生物群的去除将强烈影响许多其他微生物群的相对适应度，从而揭示生物相互作用在形成土壤微生物组中的作用。在这里，我们表明，在土壤重新定殖过程中，39%的优势细菌类群受到了竞争性相互作用，突出了生物相互作用在土壤中微生物群落组装中的重要性。此外，我们的方法允许确定微生物群落聚集规则，例如，芽孢杆菌和变形杆菌成员之间的竞争性排斥。改良的生物相互作用导致与N-循环相关的活性变化大于与C-循环相关的变化。我们的方法可以为研究复杂生态系统中的微生物相互作用以及微生物群落组成和生态系统功能之间的联系提供一种新的、有前途的途径。

图1：实验设计示意图。a 微宇宙实验的设计，通过对土壤悬浮液进行一系列去除处理（三种抗生素、一种抗菌肽、四级过滤、一种热冲击和一种氧化应激），以不同的微生物群体为目标，操纵土壤微生物群落（n = 25). 饼图象征着微生物群落的组成。括号中的值表示重复次数。b 群落中不同物种（A、B和C）之间可能的生态相互作用总结（之前），以及当物种A被去除处理（之后）耗尽时，其他两种物种的后果（由符号大小表示的相对适应度增加或减少）。在实施例1-3中，物种A的耗竭导致物种B的相对适应度降低，这无法与去除处理的直接影响导致的相对适应率降低区分开来。在我们的方法中，仅检测到导致相对适合度增加的示例4–6。