БИОРАЗНООБРАЗИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ АНСАМБЛЕЙ В БУРОЙ ЛЕСНОЙ ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПОД СОСНОЙ КОРЕЙСКОЙ

Abstract

Цель исследования. Целью работы было изучение генетического разнообразия и структуры бактериальных ансамблей бурой лесной подзолистой почвы и выявление их взаимосвязи с почвенно-химическими и почвенно-микробиологическими свойствами.
 Место и время проведения. Образцы валовой и ризосферной бурой лесной подзолистой почвы отобрали осенью 2014 года из слоя 0-20 см (сразу под подстилкой) с делянок длительного полевого опыта с сосной корейской в Хабаровском крае.
 Методология. Отбирали образцы валовой почвы, а также почвы ризосферы корней сосны путем осторожного встряхивания корней и сбора оставшейся на них почвы. В отобранных образцах почвы определяли химические (pH, содержание органического вещества, обменных форм питательных элементов) и микробиологические (содержание биомассы почвенных микроорганизмов, базальное и субстрат-индуцированное дыхание почвы) свойства, а также экстрагировали метагеномную ДНК. Эту ДНК использовали в качестве матрицы для амплификации гипервариабельных районов (V3-V4) генов 16S рРНК с помощью универсальных бактериальных праймеров, и ампликоны секвенировали с помощью Illumina MiSeq. Полученные последовательности идентифицировали до индивидуальных операционных таксономических единиц (ОТЕ) на уровне сходства 97%. Далее матрицы данных с обилием ридов ОТЕ анализировали с помощью методов главных компонент, многомерного шкалирования и дисперсионного анализа. Также рассчитывали индексы α- и β- разнообразия
 Основные результаты. В бактериальных ансамблях бурой лесной подзолистой почвы под сосной корейской в естественных для нее условиях было выялено 400 ОТЕ, из которых 42 являлись доминантными, т.е. имели вклад ≥1% в общее число последовательностей). Основными типами являлись Acidobacteria (34% общего числа последовательностей), Proteobacteria (25%) и Actinobacteria (9%). При этом видовое богатство бактериальных ансамблей было определено первым доминирующим типом, а выравненность – вторым доминирующим типом. Основными классами оказались Alphaproteobacteria (21%), группа 1 Acidobacteria (13%) и Ktedonobacteria (12%). Среди первых 5 доминантных ОТЕ две ОТЕ встречались во всех образцах, и это были ОТЕ, относящиеся к Rhizobiales, т.е. азотфиксирующим бактериям. Индексы α-разнообразия не отличались между образцами, а индекс β- разнообразия были больше для образцов с разных делянок, чем для образцов валовой и ризосферной почвы.
 Заключение. Впервые выявлен состав бактериальных ансамблей бурой лесной подзолистой почвы под сосной корейской в искусственном моновидовом фитоценозе в естественных для этого вида условиях окружающей среды. Доминирование азотфиксирующих организмов в почве под сосной корейской свидетельствует об особой важности азотфиксации для роста и развития этого высокопродуктивного вида. Впервые выявленная положительная связь видового разнообразия ансамблей почвенных бактерий с содержанием микробиального углерода в органическом веществе почвы важна для расширения диапазона значимости этого показателя как стандартного индикатора качества почвы.