写在前面
微生物是生物地球化学元素循环的重要驱动者，土壤微生物群落构建与维持机制一直是土壤学、微生物生态学领域的研究热点与难点。土壤微生物主要由从底向上的上行效应（Bottom-up control，营养物质）和从上而下的下行效应（Top-down control，捕食）调控。大量的研究证明了气候因子（温度、降雨等）、土壤因子（pH、养分等）等非生物因子的上行效应在土壤微生物群落构建中的重要作用，而病毒侵染或原生动物捕食参与的下行效应对微生物群落构建的影响则了解较少。
基于此，浙江大学李勇对中国中东部不同纬度系列的104个稻田土壤样品进行了18S rRNA扩增子测序，从中恢复了原生生物和真菌类群，通过随机森林分析，方差分解，偏最小二乘回归模型以及网络分析等共同揭示了原生生物对真菌的捕食关系在真菌群落构建过程的重要调控作用，该研究结果以题为“Protists modulate fungal community assembly in paddy soils across climatic zones at the continental scale”近期发表于Soil Biology and Biochemistry（160：108358），第一作者为博士研究生黄兴和中国科学院南京地理与湖泊研究所的王建军研究员，德国科隆大学的Kenneth Dumack博士和Michael Bonkowski教授也是共同作者。
主要结果
首先，我们利用方差分解和随机森林分析了空间因子、土壤理化等非生物因子和原生生物介导的生物因子对主要真菌属（相对丰度>1‰）的相对丰度的预测能力。结果发现：空间因子对真菌群落的影响比重最高（43.8%），其次是非生物因子（20.1%）和生物因子（18.3%）（图1）。表明原生生物介导的生物因子对真菌群落构建的影响是与非生物因子的作用相当的，其中球囊菌门主要受生物因子的影响。
图1. 空间、非生物和生物因子对真菌相对丰度 (属水平) 的影响占比，按照影响程度（左图）和不同分类（右图）上色
然后我们用零模型计算了不同气候区中真菌群落标准化的随机比例（NST），发现在四个气候区域真菌群落的构建都是以随机性为主，但是高纬度地区确定性过程的影响比低纬度地区更强（表1）。
表1. 不同气候带真菌群落的随机性过程比例
于是我们进一步通过构建原生生物和真菌的相关网络分析高纬度地区确定性过程的影响比低纬度地区强的原因，结果发现，高纬度地区原生生物与真菌相关网络中平均节点度和特征向量中心性指标均显著高于低纬度区域，证明高纬度地区原生生物与真菌的相互作用比低纬度更强烈（图2），这与真菌群落构建中确定性过程影响的变化相一致，表明原生生物与真菌相互作用调控了真菌群落的构建。
图2. 原生生物和真菌的相关网络分析
写在后面
综上所述，本研究结果阐明了稻田土壤真菌群落不但受到空间因子、土壤理化等非生物因子的上行效应的调控，也受到原生生物介导的生物因子的影响，证明在原生生物与真菌的捕食关系对真菌群落构建的重要作用，并且这种调控作用在高纬度地区比低纬度地区更强烈（图3）。研究结果增进了我们对土壤食物网的理解，并表明原生生物是控制稻田生态系统真菌群落的关键群体。
图3. 稻田土壤原生生物的下行效应（top-down control）对稻田土壤真菌群落构建的调控
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071721002315
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