ISME | 氮循环微生物群落丰度与组成的关系揭示了土壤pH对橡树生长的间接影响

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  Introduction  

树木衰退是全球关注的问题，其主要原因往往是未知的。欧洲许多地区正经历着氮(N)和酸化化合物沉降的持续增加，这被认为是破坏营养循环的不稳定和降低抗逆性的因素。在氮限制系统中，土壤氮的增加被认为可以促进营养生长，从而增加树木对昆虫和植物病原体损害的抗性。相反，缺氮的土壤可能会抑制植物生长，导致植物更弱、生长更慢，更容易受到昆虫(如农业)和病原体的攻击。

微生物在土壤N循环和调节土壤有效氮中起着关键作用。在这方面，两个关键过程(即硝化和反硝化)特别重要。自养硝化作用的关键过程和限速步骤是由氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)驱动的铵(NH4+)氧化为亚硝酸盐(NO2-)。亚硝酸盐随后氧化成硝酸盐(NO3-)，通过淋溶和/或反硝化作用，从生态系统中造成氮的净损失。

  Methods  

这项研究是在英格兰7个以橡树为主的阔叶林地进行的，选择衰退的橡树(有症状的)，和正常生长的橡树(无症状的)。在离树基2m的地方采集土壤样品，测定微生物群落及五个与硝化和反硝化相关的功能基因( AOA, AOB, nirS,nirK, nosZ)。

  Results  

无症状树与较高的AOB丰度相关，这主要受土壤ph的影响。在AOA丰度和树的健康之间没有发现关系。然而，AOA丰度是由较低浓度的NH4+驱动的，这进一步支持了 AOA有利于较低土壤NH4+浓度的观点。反硝化菌丰度主要受土壤碳氮比及与 AOB的相关性的影响，而与树木健康状况无关。

本研究解开了与无症状和有症状的橡树下降相关的土壤中 AOB、 AOA和反硝化群落之间的相互作用。为温带森林土壤参数、N循环微生物群落和树木健康之间的相互作用提供全面的、空间复制的见解的研究。本研究结果表明无症状橡树与 AOB基因丰度的增加有关，而这反过来又受到土壤条件的调节，特别是pH值。

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