Soil Depth Significantly Shifted Microbial Community Structures and Functions in a Semiarid Prairie Agroecosystem
Notice bibliographique
Résumé
The North American Great Plains cover a large area of the Nearctic ecozone, and an important part of this biome is semiarid. The sustainable intensification of agriculture that is necessary to produce food for an ever-increasing world population requires knowledge of the taxonomic and functional structure of the soil microbial community. In this study, we investigated the influence of soil depth on the composition and functions of the microbial communities hosted in agricultural soils of a semiarid agroecosystem, using metagenomic profiling, and compared them to changes in soil chemical and physical properties. Shotgun sequencing was used to determine the composition and functions of the soil microbial community of 45 soil samples from three soil depths (0-15 cm, 15-30 cm, and 30-60 cm) under different agricultural land use types (native prairie, seeded prairie, and cropland) in southwest Saskatchewan. Analysis of community composition revealed the declining abundance of phyla Verrucomicrobia, Bacteroidetes, Chlorophyta, Bacillariophyta, and Acidobacteria with soil depth, whereas the abundance of phyla Ascomycota, Nitrospirae, Planctomycetes, and Cyanobacteria increased with soil depth. Soil functional genes related to nucleosides and nucleotides, phosphorus (P) metabolism, cell division and cell cycle, amino acids and derivatives, membrane transport, and fatty acids were particularly abundant at 30-60 cm. In contrast, functional genes related to DNA and RNA metabolism, metabolism of nitrogen, sulfur and carbohydrates, and stress response were more abundant in the top soil depth. The RDA analysis of functional genes and soil physico-chemical properties revealed a positive correlation between phages and soil organic P concentrations. In the rooting zone of this semiarid agroecosystem, soil microbes express variable structural patterns of taxonomic and functional diversity at different soil depths. This study shows that the soil microbial community is structured by soil depth and physicochemical properties, with the middle soil depth being an intermediate transition zone with a higher taxonomic diversity. Our results suggest the co-existence of various microbial phyla adapted to upper and lower soil depths in an intermediate-depth transition zone.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».