Специализированные метаболические функции ключевых таксонов поддерживают стабильность почвенного микробиома

Введение: Связь между биоразнообразием и стабильностью почвенного микробиома остается недостаточно изученной. В настоящем исследовании оценивали влияние филогенетического разнообразия бактерий на функциональные признаки и стабильность почвенного микробиома. Сообщества с различным филогенетическим разнообразием получали путем внесения в стерилизованную почву последовательно разведенных почвенных суспензий, а стабильность микробиома оценивали по изменению состава сообщества при разных значениях pH. Таксономические особенности и потенциальные функциональные признаки выявляли методом секвенирования ДНК.

Результаты: Установлено, что бактериальные сообщества с более высоким филогенетическим разнообразием, как правило, были более стабильными, что указывает на большую устойчивость микробиомов с более высоким биоразнообразием к возмущениям. Анализ сети совместной встречаемости функциональных генов и классификация с помощью машинного обучения выявили специализированные метаболические функции, особенно «метаболизм азота» и «метаболизм фосфонатов и фосфинатов», как ключевые функции. Дальнейшая таксономическая аннотация показала, что эти ключевые функции выполняются определенными бактериальными таксонами, включая Nitrospira и Gemmatimonas и другие.

Выводы: Это исследование расширяет представления о связи между биоразнообразием почвенного микробиома и стабильностью экосистемы и подчеркивает роль специализированных метаболических функций, встроенных в ключевые таксоны, которые могут быть необходимы для стабильности почвенного микробиома. Видеоаннотация.