西农 | SBB：作物覆盖和施肥处理下苹果园不同粒径土壤团聚体中丰富、稀有细菌和真菌亚群落的组装( 二 )

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图文摘要结果
1 丰富和稀有亚群落的分布及其α和β多样性在细菌中，每个样本中平均65.14%的细菌OTU被鉴定为稀有细菌，但每个样本的平均相对丰度仅为11.37%（图1a）。相比之下，所占比例很低的细菌OTUs被鉴定为丰富细菌（平均为4.45%），占每个样品平均相对丰度的49.91% 。补充文件中显示了丰富和稀有的细菌和真菌OTUs 。丰度-占用关系表明，丰富和稀有的细菌类群的相对丰度与位点占有率之间都有很强的正相关关系（图1b）。本研究未发现总是属于稀有细菌类群的OTUs（图1c）。真菌OTUs在每个样本中被鉴定为稀有真菌的比例很高（平均为61.33%），但它们的平均相对丰度仅为2.11% 。相比之下，约9.74%的真菌OTUs被鉴定为丰富的真菌，占每个样品平均相对丰度的90.96% 。丰度-占用关系表明，丰富和稀有的真菌类群的相对丰度与位点占有率之间都有很强的正相关关系。本研究也未发现总是属于稀有真菌类群的OTUs 。正如预期，稀有的细菌和真菌亚群落的Shannon和丰富度指数高于丰富的细菌和真菌亚群落（图2a和b）。然而，丰富的细菌和真菌的NTI平均值明显高于稀有的细菌和真菌的NTI平均值，且均低于零。 Macro和SMicro中稀有细菌群落的Shannon和丰富度指数高于全土（whole soil），且SMicro中的这些指数高于Micro 。线性回归分析表明，丰富和稀有的细菌和真菌亚群落的α多样性（Shannon、richness和NTI）与相应整体群落（所有细菌和真菌OTU均未分成丰富和稀有亚群落）的α多样性有显著的相关性（图S1）。稀有细菌亚群落的β多样性和βMNTD高于丰富的细菌亚群落（图2c和d）。土壤团聚体大小对丰富细菌群落和稀有细菌群落的β多样性和βMNTD均有较大影响（p < 0.05）。稀有真菌亚群落的β多样性和βMNTD也高于相应的丰富的亚群落。稀有真菌群落的βMNTD值受土壤团聚体大小的影响很大（Kruskal–Wallis检验， p < 0.05）。

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图1 土壤和团聚体中稀有（相对丰度<0.01%）和丰富（相对丰度>0.1%）细菌和真菌的分布。（a）每个样本的OTUs丰富度（“Richness”）和丰富和稀有类群的相对丰富度占整个细菌和真菌群落的比例。（b）通过Spearman相关分析估计的丰富和稀有类群的丰度-占用关系。（c）丰富或稀有类群的OTU数量。

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图2 全土和不同土壤团聚体中丰富和稀有的微生物α多样性和β多样性。（a）全土和不同团聚体中丰富和稀有的细菌的Shannon、richness和NTI 。（b）全土和不同团聚体中丰富和稀有的真菌的Shannon、richness和NTI 。（c）丰富（稀有）细菌和真菌之间，以及丰富和稀有细菌和真菌的土壤团聚体之间的Bray-Curtis差异。（d）丰富（稀有）细菌和真菌之间以及丰富和稀有细菌和真菌的土壤团聚体之间的βMNTD差异。2 稀有和丰富亚群落的组装过程丰富和稀有的细菌和真菌群落的重要系统发育信号被发现（图S2），并用RC-Bray和βNTI对微生物群落组装的确定性和随机性进行了量化。不同亚群落间的βNTI差异显著（图S3）。随机性（52.30%）和确定性（47.70%）的组装过程都控制着丰富的细菌群落（图3a）。相比之下，稀有的细菌群落主要以确定性组装为主（同质选择， 99.91%）。丰富的真菌群落以随机性组装为主（93.62%）。稀有真菌群落以同质选择为主（74.11%），随机性组装仅占25.89%（尤其是扩散限制，占24.11%）。稀有和丰富的亚群落的组装过程在不同团聚体和处理之间有所不同（图3b和c）。丰富的细菌群落随着土壤团聚体粒径的减小，变量选择的贡献增加。在Macro和Micro中，覆盖作物和施肥+覆盖的变量选择贡献高于对照和施肥；而在SMicro中，对照、施肥和覆盖作物的变量选择的贡献高于施肥+覆盖。稀有细菌群落的组装主要以同质选择为主（>95%），且同质选择是在四个处理中稀有细菌群落组装的主导因素。相反，不同团聚体中丰富的真菌群落的组装主要以随机组装为主（>95%）。不同团聚体中稀有的真菌群落均以同质性选择为主，且在四个处理中同质性选择所占比例较大。根据Spearman相关系数和随机森林进行的分析表明， SOC、稀有真菌丰富度、TN和丰富真菌丰富度的变化是影响丰富和稀有的细菌和真菌群落βNTI的最重要因素（表S1和图S4）。随着SOC的增加，丰富细菌群落的βNTI从-2<βNTI<+2变为βNTI>+2（图4a）。随着稀有真菌丰富度的增加，稀有细菌群落的βNTI降低（图4b）。随着TN的增加，丰富的真菌群落的βNTI从-2 <βNTI<+2变为βNTI<-2（图4c）。随着丰富真菌丰富度的增加，稀有真菌群落的βNTI从-2<βNTI<+2变为βNTI<-2（图4d）。