doi: 10.15389/agrobiology.2013.5.85rus

УДК 579.6/.8:631.46:574.24:575.852'1

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ФОРМИРОВАНИИ ПОЧВЕННОГО МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА В УСЛОВИЯХ СТАЦИОНАРНОГО ПОЛЕВОГО ОПЫТА ПО ДАННЫМ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ БИБЛИОТЕК ГЕНА 16S-рРНК

В.А. ДУМОВА, Е.В. ПЕРШИНА, Я.В. МЕРЗЛЯКОВА, Ю.В. КРУГЛОВ, Е.Е. АНДРОНОВ

Биоразнообразие почвенных микробных сообществ в настоящее время изучается достаточно широко. Объектом наших исследований была структура сообщества в почве длительного стационарного опыта Московской сельскохозяйственной академии, заложенного в 1912 году. Мы проанализировали воздействие на почвенный микробиом различных сочетаний трех агротехнических факторов — возделываемой культуры (лен и озимая рожь), севооборота и известкования почвы. Данные по биоразнообразию были получены при помощи метода высокопроизводительного секвенирования. Также мы применили оригинальный подход к анализу данных высокопроизводительного секвенирования — метод «бинарного сэмплинга». Было показано, что в количественном отношении группа микроорганизмов, изменяющихся под влиянием изученных факторов, примерно равна группе не изменяющихся под воздействием этих факторов. Однако эти группы сильно различались по качественному составу: группа, подверженная влиянию, была более однородна. Таким образом, можно утверждать, что воздействию подвергается не очень большая часть микроорганизмов, а численность других остается более или менее стабильной. Выявлены таксономические группы организмов, чувствительные к каждому из изученных факторов. Предлагаемый нами подход с использованием «бинарного сэмплинга» дает возможность соотнести конкретные изменения в таксономической структуре микробного сообщества с действием определенного экологического фактора.

Ключевые слова: микробиом почвы, высокопроизводительное секвенирование.

 

Полный текст

 

THE MAIN TRENDS IN DYNAMICS OF SOIL MICROBIOM DURING A LONG-TERM FIELD EXPERIMENT AS INDICATED BY HIGH THROUGHPUT SEQUENCING THE 16S-rRNA GENE LIBRARIES

V.A. Dumova, E.V. Pershina, Ya.V. Merzlyakova, Yu.V. Kruglov, E.E. Andronov

A biodiversity of soil microbial communities now is being widely studied. Since 1912, the influence of different agrotechnical factors on soil is being examined in the stationary field experiment in the Moscow Agricultural Academy. We investigated an effect of different combination of three factors, i.e. plants (flax and winter rye), crop rotation and soil acidity, to the soil microbiom. To estimate a biodiversity, the throughput sequencing was used. Also an original approach, the binary sampling, was suggested to analyze the data of throughput sequencing. It was shown the number of microorganisms which changed under the influence of studied factor is approximately equal to those staying unchanged. But a taxonomic composition of these two groups differed, and the impacted group was more uniform. Thus, we can conclude that the less part of microorganism is sensitive to the acting factors, and the rest ones keep their number unchanged, more or less. The taxonomic groups of microorganisms, sensitive to each of studied factors, were revealed. The binary sampling, suggested herein, allows finding out a relation between an action of some ecological factor and varying taxonomic structure of microbial population.

Keywords: soil microbiom, high throughput sequencing.

ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии,
196608 Россия, г. Санкт-Петербург—Пушкин, ш. Подбельского, 3,
e-mail: doumova@gmail.com

Поступила в редакцию
28 июня 2012 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало