稻田周叢生物是生長于稻田土壤表面的微生物聚集體，主要由細菌、藻類、真菌和原生動物等組成，在氮磷養(yǎng)分循環(huán)過程，特別是在面源污染中起重要作用。明確稻田周叢生物中微生物來源及群落構(gòu)建過程，可以為調(diào)控稻田周叢生物的生長，從而服務(wù)于稻田面源污染防控和固碳減排。本研究采集了亞熱帶典型小流域范圍內(nèi)的水稻田土壤、田面水和周叢生物樣本，利用擴增子測序、SourceTracker和iCAMP分析了土壤和田面水微生物對周叢生物微生物來源的貢獻及其構(gòu)建機制。
研究結(jié)果表明，周叢生物廣泛分布于水稻田中，且與稻田土壤相比，其細菌α多樣性較低，而真核生物多樣性較高；周叢生物中含有豐富的藍藻（13.5-33.5%）、綠藻（23.3-90.0%）、硅藻（5.4-40.9%）和線蟲（1.3-17.3%）。與土壤相比，田面水是周叢生物中真核生物更重要的來源（63.7% vs. 10.0%）；田面水和土壤對周叢生物中細菌的來源貢獻相當（38.4% vs. 41.6%）。周叢生物微生物群落的構(gòu)建主要受同質(zhì)選擇、擴散限制和生態(tài)漂移的驅(qū)動；同質(zhì)選擇（50.9%）對真核生物群落的構(gòu)建更為重要，而隨機過程（即擴散限制和漂移，61.5%）對周叢生物細菌群落的構(gòu)建更為重要。土壤銨氮和Olsen-P對周叢生物中的真核生物和細菌群落組成有重要影響。
本研究結(jié)果揭示了稻田土壤、田面水和生態(tài)過程在塑造稻田周叢生物微生物群落中的作用，表明可以通過改善土壤和田面水養(yǎng)分條件來優(yōu)化周叢生物微生物組成，為防控稻田面源污染提供了一個新的視角。
相關(guān)研究成果以Origin and assembly characteristics of periphyton microbes in subtropical paddy fields: A case study in Tuojia catchment in Southern China為題發(fā)表在國際著名土壤學期刊Applied Soil Ecology上，沈健林研究員為論文通訊作者，李宗明和何杰為共同第一作者。本研究得到了國家自然科學基金、湖南省杰出青年基金和青促會優(yōu)秀會員基金等項目的共同資助。
稻田土壤、周叢生物和田面水中細菌（a）和真核生物（b）在門水平的微生物群落組成
周叢生物中細菌（a）和真核生物（b）微生物來源貢獻
不同生態(tài)過程對細菌（a）和真核生物（b）群落組裝的貢獻
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