基于KEGG的碳固定和氮代谢通路土壤微生物组筛选

利用宏基因组测序技术,以KEGG数据库的碳固定、氮代谢途径为工具,以陕西渭北旱塬小麦连作粮田长期定位3种施肥方式的土壤为研究对象,对影响该地区农田生态系统中碳固定和氮代谢通路的主要微生物物种及功能基因进行分析。结果表明:3个施肥水平下土壤微生物在KEGG数据库代谢通路的基因PcoA分析显示,常规施肥土壤功能基因丰度与平衡施肥处理的关系密切,而与低量施肥处理关系较远。施肥明显改变了碳固定、氮代谢的功能基因丰度,常规施肥和平衡施肥的主要功能基因相对丰度均大于低量施肥;在碳固定途径中常规施肥主要功能基因相对丰度大于平衡施肥,在氮代谢途径中平衡施肥主要功能基因相对丰度大于常规施肥。Sorangium、Spiribacter、Lentzea、Rhodovibrio、Pseudomonas、Flavihumibacter、Streptomyces、Nitrososphaera、Rubrobacter、Dyadobacter、Novosphingobium、Pedosphaera、Thermogemmatispora为该地区小麦连作土壤碳固定途径标记性微生物种群;E4.2.1.2A.fumA.fumB、E2.3.1.9.atoB、mdh、ACSS.acs、korB.oorB.oforB、pps.ppsA、ppdK、sdhA.frdA、K18594、K18604、E4.2.1.2B.fumC、folD、ppc、accA为施肥水平产生明显响应的碳固定功能基因。Sphingopyxis、Alcanivorax、Nitrosospira、Aeromicrobium、Roseiflexus、Devosia、Altererythrobacter为该地区小麦连作土壤氮代谢的主要物种; nirB、nasA、nasB、nrt.nak.nrtP.nasA、GDH2为施肥水平产生明显响应的氮代谢主要功能基因。平衡施肥更有益于节肥减排和土壤的可持续利用,是适合该地区小麦连作粮田的施肥方式。

Soil Microbiome Screening for Carbon Fixation and Nitrogen Metabolism Pathways Based on KEGG Database