《新疆两种土地利用方式下土壤病毒的群落组成与功能特征》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2021-04-22
  • 病毒作为食物网的重要组成部分,在生态系统中发挥着重要的功能。病毒能够影响宿主的死亡率、群落结构和进化,以及营养元素循环。但由于技术方法的限制,对土壤病毒的群落组成和功能特征还知之甚少。为探索不同土地利用方式下土壤病毒组特征,采集了新疆棉花地和荒漠土壤样品。通过宏病毒组学分析发现,棉花地土壤和荒漠土壤分别注释到20个和15个病毒科,单链DNA(ssDNA)病毒占优势,其中微小噬菌体科(Microviridae)占比最高。仅在棉花地土壤中检测到花椰菜花叶病毒科(Caulimoviridae)、逆转录病毒科(Retroviridae)、裸露病毒科(Nudiviridae)、多分DNA病毒科(Polydnaviridae)、杆状病毒科(Baculoviridae)和囊泡病毒科(Ascoviridae),其中大部分病毒属于植物病毒和昆虫病毒。本研究推测与土地利用方式相关的人为活动、土壤理化性质以及动植物的差异可能影响土壤病毒的群落组成。通过Virsorter共注释到1824条病毒contigs,主要为微小噬菌体科。进一步利用SEED数据库对病毒功能进行注释,发现两个土壤病毒组注释到的主要功能类似;在SEED level 2水平上,均以"Phage capsid proteins"和"Phage packaging machinery"占比最高。本研究可为进一步探索土壤病毒生态功能和土壤食物网提供数据支持。

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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-10-14
    • 病毒(Virus)是地球上种类最多样、数量最丰富的生物实体(biological entities)之一。目前,保守估计病毒粒子在全球的数量可达1031个,生物量可达两亿吨,在整个地球生态系统中占据重要生态位。然而,关于不同环境中的病毒的认识有限。 随着宏基因组学技术的发展,科学家开始对环境病毒组开展研究,分析病毒的分布规律及生态学功能,而这些研究集中在水体环境如海洋生态系统。由于土壤的高度复杂性,对于土壤病毒的认识有限。快速城市化进程导致农业用地面积减少,此外,林地和草地等自然景观也受到城市化进程影响。土地利用方式的改变将造成土壤植被、养分及理化性质变化,进而改变原来的生物地球化学循环。当前,关于不同利用方式土壤微生物的研究聚焦于细菌、真菌及土壤动物,忽视了土壤病毒。 中国科学院院士、中国科学院城市环境研究所研究员朱永官团队为探究土壤病毒群落对快速城市化过程中土地利用类型变化的响应,在福建省厦门市采集森林、农田、菜地、公园及绿化带五种不同利用方式的土壤样品,采用病毒组学和宏基因组学技术解析其病毒及细菌群落,获得近60,000个新的土壤病毒种群,扩充了对土壤病毒多样性的认知,揭示了病毒在不同土地利用类型中的分布规律,并发现了土地利用方式对土壤病毒群落结构的影响大于空间异质性以及pH是驱动土壤病毒群落结构变化的重要环境因子。研究表明:土地利用方式变化影响土壤病毒群落的生活方式并改变病毒-细菌宿主互作模式;土地利用方式的变化导致土壤病毒生态位的分化,进而驱动土壤病毒群落的演化。 相关研究成果以Response of soil viral communities to land use changes为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作国家自然科学基金面上项目、创新研究群体项目,以及“一带一路”国际科学组织联盟的支持。
  • 《喀斯特不同土地利用类型裂隙土壤有机碳及磷素赋存特征》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-11-25
    • 以喀斯特石漠化区不同土地利用类型裂隙土壤为研究对象,运用野外调查和实验室内分析相结合方法,探索其有机碳和磷素含量变化及其赋存特征,以期为喀斯特地区开展石漠化治理和植被恢复提供理论依据。结果表明:4种土地利用类型裂隙土层土壤有机碳赋存含量变化范围为16.067-39.436 g/kg,总体呈现出随土层深度增加而降低的变化趋势;土壤全磷、有效磷赋存含量变化范围分别为0.093-0.274 g/kg、3.836-8.025 mg/kg,整体上在裂隙表层显著高于其他土层,具有上层高下层低的特点;同时,土壤有机碳和磷素总体上属于中度变异。乔木林地和灌丛地的C/P总体上表现出随土层的加深而减小的趋势,而草地和撂荒地先减小后增加,土壤C/P在各土地利用类型裂隙土层变化范围为86.499-268.343,磷的有效性较低;随土层深度的增加,各土地利用类型裂隙土壤有机碳、全磷和有效磷含量逐渐在减少,有机碳对土壤碳磷比、有效磷含量变化有一定影响。