ISME—土壤中未分类细菌和真菌门的全球图谱

Journal: ISME

Type: Brief Communication

Published: 29 March 2019

本文的研究是在2018.1.19 Science上发表的A global atlas of the dominant bacteria found in soil基础上继续进行的。两篇文章的第一作者都是这个人。

Science的这篇文章在当时引起了不小的讨论，很多公众号都对文章进行了解读。而本着坚持写别人没写过的东西和不挑刺不舒服两大原则，我当时也写了一篇文章专门指出我发现的文章中存在的缺陷。

概述

作者研究了来自全球土壤235个地点包括真菌和细菌群落的扩增子测序信息调查数据，发现未知的细菌和真菌在门分类单元上的比例比以往估计的更普遍。

干旱森林和草原土壤样品中真菌类群未知门所占比例最大，北方森林和热带森林中细菌类群未知门所占比例最大。

这些信息可以被分类学家和微生物学家用来定位这些潜在的新类群。

方法

全球样点见下图。细菌和真菌分别用16S(341F-805R)和ITS(FITS7-ITS4R)扩增，Greengene和Unite进行注释。

R包Cubist预测全球未知门细菌和真菌的百分比。Cubist使用回归树分析，根据实际数据(235个样点)，利用环境协变量的信息生成一组层级数据，这些数据用于空间预测。

全球样点

结果讨论

在全球范围内的土壤中，高达1.36%和9.37%的被分类为细菌或真菌的物种在门水平上仍未分类。即对于某些土壤，细菌和真菌中近10%的类群是我们完全不知道的。这些分类群在所有16S rRNA序列中占0.01-1.86%(平均0.12%)，在ITS序列中占0.002% - 22.11%之间(平均3.98%)。

未知细菌和真菌的比例

基于此，作者建立了全球未知门细菌和真菌的图谱，他的自信主要依据三个原因：

在全球范围内，未知门的细菌和真菌的百分比与关键的环境因子高度相关，见下表。这一结果表明环境数据可以用来预测未分类真菌和细菌在门水平上的分布。

数据集涵盖了地球上广泛的环境梯度和土壤性质梯度，具有较高的代表性。

高分辨率的地图可用于预测全球尺度未知门百分比的关键环境因素。

未分类的细菌和真菌与环境因子显著相关

综上所述，全球环境因子信息可能被用于预测未知门的细菌和真菌的全球分布热点。

全球未分类门的细菌和真菌图谱。结果基于他们与自然气候的共生参数(干旱指数、最高和最低温度、季节性降水和平均日温范围)、初级生产力、主导生态系统类型(森林和草原)、土壤性质(有机碳总量、pH值和质地)和紫外线。

从全球图谱可以看出，来自巴西、智利、俄罗斯、印度尼西亚、冰岛、北欧的土壤和北美的海岸线上含有相当高比例未知门的细菌。

来自秘鲁、中国、澳大利亚、南非、中东、撒哈拉地区的沙漠和北美西海岸真菌中未分类类群的比例相对较高。