真菌稳定高寒林线生态系统中的多界生物群
https://doi.org/10.1002/imt2.49
RESEARCH ARTICLE
● 2022年8月15日，中国科学院南京土壤研究所褚海燕团队在iMeta在线发表了题为“Fungi stabilize multi-kingdom community in a high elevation timberline ecosystem”的研究性论文。
● 该文章发现了多界网络的构建提高了微生物组网络的复杂性和负连接比例，真菌的存在加固了多界网络拓扑结构的稳定性，在群落水平，真菌架起了连通地上和地下生物区系的桥梁。
● 第一作者：杨腾
● 通讯作者：褚海燕 (hychu@issas.ac.cn)
● 合作作者：Leho Tedersoo；Xu Liu（柳旭）；Gui-Feng Gao（高贵锋）；Ke Dong（董科）；Jonathan M. Adams
● 主要单位：中国科学院南京土壤研究所；中国科学院大学；爱沙尼亚塔尔图大学；韩国京畿大学；南京大学
亮 点
● 多界网络的构建提高了网络的复杂性和负连接比例
● 真菌的存在加固了多界网络拓扑结构的稳定性
● 在群落水平，真菌架起了连通地上和地下生物区系的桥梁
摘 要
微生物因其庞大的物种多样性和重要的生态功能在陆地生态系统中占有重要位置，如参与生物地球化学循环和菌根共生等。其中，真菌与其他生物之间组成了多样的关系网络，然而，在多界群落构成的网络系统中，来自不同生物界的物种各自发挥什么样的作用却并不清楚。在“整合微生物组”的研究倡议下，本研究采用SPIEC‐EASI及其扩展法，探寻高寒林线多界生物的互作关系，在群落和网络水平解析了植物、线虫、真菌、细菌和古菌之间的潜在联系。研究发现：相比单界网络，在多界网络及其种间关系中，界内和跨界物种连接分别增加了1012和10772条，平均连通性和负连接比例分别增加了15.2和0.8%。真菌的引入增加了生物网络的稳定性（即抵抗节点丢失的能力）和连通性，降低了模块性。在总体多界网络中，真菌节点的度（degree）和中介性（betweenness）显著高于细菌节点。真菌更多扮演了“模块连接者”的角色，维持网络的整体性。与网络分析结果相一致，结构方程模型和多元矩阵回归分析在群落水平上证明了真菌的“桥梁”作用，真菌群落一方面受到植物群落的显著影响，另一方面显著影响了其他土壤生物群落。我们的发现表明真菌能够稳定多界网络的自组装过程，同时，鼓励和倡导在自然生态系统中开展更多的多界群落研究，以此揭示地上与地下生物之间的复杂联系。
关键词：多界网络，真菌，林线生态系统，连通性，模块性，稳定性