4.4. Differences among methods of assessing relationships between bacterial
community composition and soil physicochemical and functional
parameters
Although soil bacterial community composition was associated with
soil nutrient levels and other edaphic physicochemical properties, different
analyses produced different assessments of which variables
were most significantly related to community structure (Table 6).
Each of these analyses provides different potential insights into
structure-function relationships. Correlation analysis allowed us to
view pairwise relationships between key soil parameters and the most
abundant members of the bacterial community, suggesting specific
taxa that may be indicating particular desired functions. Redundancy
analysis allowed us to assess the extent of the overall relationship between
community structure and function, and the extent to which bacterial
community structure acts independently of soil physicochemistry
in its effects on soil function. Bayesian analysis identifies directional relationships
among variables that may not be evident in simpler
analyses.
Redundancy analysis and correlation analysis identified distinct relationships
among bacterial taxa and soil functions. However, Bayesian
inference did not identify any directional relationships between taxa
and functions. These disparities underscore the need for caution in attributing
causation to correlations between taxa and functions; in
many cases they likely represent co-occurring responses to soil conditions.
However, taxa may be useful as indicators of functions, even if
they are not the agents of those functions (Rames et al., 2013; Phillipot
et al., 2010). The taxa identified as predictive of function, independent of
soil physicochemistry, are of particular interest as these are the indicators
that are providing information that could not be obtained through
routine soil tests. Among these in bulk soil were two members of the
Actinobacteria (Micromonosporaceae and an unclassified genus), a phylum
whose members produce many unique metabolites; the
Xanthobacteraceae, which include N-fixing and other metabolically distinctive
members, and the Chitinophagaceae, which have previously
been identified as closely associated with nutrient-cycling enzyme activity
(Bailey et al., 2013).
4.5. Implications for use of 16S profiling in agronomic decision-making
While microbial diversity is generally considered to be advantageous
to soil health and function, and is often implied to be a part of
the “package” of soil quality benefits promoted by organic practices
(Sullivan, 1999), our results indicated that bacterial OTU richness was
both positively and negatively associated with specific nutrientcycling
functions. Moreover, Simpson's diversity of bacterial OTUs was
not positively associated with any function. As was previously noted
(Fernandez et al., unpublished, manuscript submitted), diversity did
Table 6
Soil physicochemical parameters identified as associated with relative abundance of bacterial
families by redundancy analysis, correlation analysis, and Bayesian inference.
Analysis type
RDA Correlation Bayesian
Variables 8
>>>>>>><
>>>>>>>:
Moisture Ca OM
pH Mg Ca
OM Na NO3-N
Bray-P OM SO4-S
Na SO4-S
NO3-N K
A.L. Fernandez et al. / Science of the Total Environment 566–567 (2016) 949–959 957
not increase in our organic amendment treatments, compared to the
no-amendment control. Thus, it is important to avoid simplistic assumptions
about both the causes and the benefits of microbial diversity.
While 16S sequencing does offer a more detailed assessment of bacterial
phylogenetic diversity than previous community profiling methods,
the relative abundances of specific taxa were more useful parameters
for predicting soil function.
Soil physicochemical properties have been reported to be key
drivers of soil function (Bowles et al., 2014), and our results are consistent
with these interpretations. However, differences in soil function
were better explained using conventional soil physicochemical tests
and community structure data together, rather than using soil tests
alone. This indicates that pursuing a better understanding of bacterial
community composition and how it is affected by farming practices is
a promising avenue for increasing our ability to predict the effects of
management on important soil functions. It is also worth bearing in
mind that 16S sequence-based profiling captures only the bacterial
members of the soil community, and does not provide information
about fungi, which are also key participants in decomposition and nutrient
cycling (McGuire and Treseder, 2010). While some studies would
suggest that agricultural soils are bacterial-dominated, this may be
less true in organically managed systems (Ngosong et al., 2010; Six
et al., 2006). This view may be further due, in large part, to our previous
lack of understanding of th
4.4 ความแตกต่างในวิธีการของการประเมินความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรีย
องค์ประกอบชุมชนและทางเคมีกายภาพของดินและการทำงาน
พารามิเตอร์
แม้ว่าองค์ประกอบดินชุมชนแบคทีเรียมีความสัมพันธ์กับ
ระดับสารอาหารในดินและคุณสมบัติทางเคมีกายภาพอื่น ๆ ทางดินที่แตกต่างกัน
การวิเคราะห์การผลิตการประเมินผลที่แตกต่างกันซึ่งตัวแปร
ที่เกี่ยวข้องมากที่สุดอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างชุมชน (ตารางที่ 6).
แต่ละวิเคราะห์เหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีศักยภาพแตกต่างกันใน
ความสัมพันธ์ของโครงสร้างและหน้าที่ การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ให้เรา
ดูความสัมพันธ์ระหว่างคู่พารามิเตอร์ที่สำคัญและมากที่สุด
สมาชิกอุดมสมบูรณ์ของชุมชนแบคทีเรียบอกเฉพาะ
แท็กซ่าที่อาจบ่งบอกถึงฟังก์ชั่นที่ต้องการโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความซ้ำซ้อน
ในการวิเคราะห์ให้เราสามารถประเมินขอบเขตของความสัมพันธ์โดยรวมระหว่าง
โครงสร้างชุมชนและฟังก์ชั่นและขอบเขตที่แบคทีเรีย
โครงสร้างชุมชนทำหน้าที่เป็นอิสระจากฟิสิกส์ของดิน
ในผลกระทบต่อการทำงานของดิน การวิเคราะห์ความสัมพันธ์แบบเบย์ระบุทิศทาง
ระหว่างตัวแปรที่ไม่อาจจะเห็นได้ชัดในที่เรียบง่าย
การวิเคราะห์.
การวิเคราะห์ความซ้ำซ้อนและการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระบุความสัมพันธ์ที่แตกต่างกัน
ในหมู่แบคทีเรียอนุกรมวิธานดินและฟังก์ชั่น อย่างไรก็ตามคชกรรม
ข้อสรุปไม่ได้ระบุความสัมพันธ์ทิศทางใด ๆ ระหว่างแท็กซ่า
และฟังก์ชั่น ความแตกต่างเหล่านี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นที่จะต้องระมัดระวังในการเจตนารมณ์
สาเหตุเพื่อความสัมพันธ์ระหว่างแท็กซ่าและฟังก์ชั่น; ใน
หลายกรณีที่พวกเขามีแนวโน้มที่เป็นตัวแทนของการตอบสนองที่เกิดขึ้นร่วมกับสภาพดิน.
อย่างไรก็ตามแท็กซ่าอาจจะมีประโยชน์เป็นตัวชี้วัดของการทำงานแม้ว่า
พวกเขาไม่ได้ตัวแทนของฟังก์ชั่นเหล่านั้น (Rames et al, 2013;. Phillipot
. et al, 2010) . แท็กซ่าระบุว่าการคาดการณ์ของการทำงานเป็นอิสระจาก
ฟิสิกส์ดินเป็นที่สนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล่านี้เป็นตัวชี้วัด
ที่มีการให้ข้อมูลที่ไม่สามารถได้รับผ่าน
การทดสอบดินประจำ กลุ่มคนเหล่านี้อยู่ในดินจำนวนมากเป็นสองสมาชิกของ
actinobacteria (Micromonosporaceae และประเภทไม่เป็นความลับ) ซึ่งเป็นประเภท
ที่มีสมาชิกผลิตสารที่ไม่ซ้ำกันหลาย
Xanthobacteraceae ซึ่งรวมถึงยังไม่มีการตรึงและโดดเด่นอื่น ๆ เมตาบอลิ
สมาชิกและ Chitinophagaceae ซึ่งก่อนหน้านี้ได้
รับการระบุว่าเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกิจกรรมของเอนไซม์สารอาหารที่ขี่จักรยาน
(Bailey et al., 2013).
4.5 ผลกระทบต่อการใช้งานของ 16S โปรไฟล์ในการเกษตรการตัดสินใจ
ในขณะที่ความหลากหลายของจุลินทรีย์โดยทั่วไปถือว่าเป็นประโยชน์
ต่อสุขภาพของดินและฟังก์ชั่นและมักจะบอกเป็นนัย ๆ ที่จะเป็นส่วนหนึ่งของ
"การแพคเกจ" ของผลประโยชน์ที่มีคุณภาพดินการส่งเสริมโดยการปฏิบัติอินทรีย์
(ซัลลิแวน 1999) ผลของเราชี้ให้เห็นว่าความร่ำรวย OTU แบคทีเรียถูก
ทั้งบวกและลบที่เกี่ยวข้องกับ nutrientcycling เฉพาะ
ฟังก์ชั่น นอกจากนี้ยังมีความหลากหลายของซิมป์สันของแบคทีเรีย Otus ถูก
ไม่เกี่ยวข้องบวกกับฟังก์ชั่นใด ๆ ตามที่ได้ระบุไว้ก่อนหน้า
(เฟอร์นันเด et al., ไม่ได้ตีพิมพ์ต้นฉบับส่ง) ความหลากหลายได้
ตารางที่ 6
ดินพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพระบุว่าเกี่ยวข้องกับความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรีย
ครอบครัวโดยการวิเคราะห์ความซ้ำซ้อนของการวิเคราะห์ความสัมพันธ์และคชกรรมอนุมาน.
ประเภทวิเคราะห์
RDA ความสัมพันธ์คชกรรม
ตัวแปรที่ 8
>>>>>>> <
>>>>>>>:
ความชื้น Ca OM
ค่า pH Mg Ca
OM นา NO3-N
Bray-P OM-S SO4
นา SO4-S
NO3-NK
อัลเฟอร์นันเด et al, / วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมรวม 566-567 (2016) 949-959 957
ไม่เพิ่มขึ้นในการรักษาการแก้ไขอินทรีย์ของเราเมื่อเทียบกับ
การควบคุมไม่มีการแก้ไข ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงการสมมติฐานง่าย
เกี่ยวกับทั้งสาเหตุและผลประโยชน์ของความหลากหลายของจุลินทรีย์.
ในขณะที่ 16S ลำดับจะมีการประเมินรายละเอียดเพิ่มเติมของแบคทีเรีย
หลากหลายสายวิวัฒนาการกว่าวิธีชุมชน profiling ก่อนหน้านี้
ญาติของอนุภาคแท็กซ่าที่เฉพาะเจาะจงเป็นพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์มากขึ้น
สำหรับ ทำนายดินฟังก์ชั่น.
คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของดินได้รับรายงานจะเป็นกุญแจสำคัญ
ไดรเวอร์ของฟังก์ชั่นดิน (โบว์ลส์ et al., 2014) และผลของเรามีความสอดคล้อง
กับการตีความเหล่านี้ อย่างไรก็ตามความแตกต่างในการทำงานของดิน
ได้ดีอธิบายโดยใช้การทดสอบทางเคมีกายภาพของดินเดิม
และโครงสร้างข้อมูลชุมชนร่วมกันมากกว่าการใช้การทดสอบดิน
เพียงอย่างเดียว นี้บ่งชี้ว่าการใฝ่หาความเข้าใจที่ดีขึ้นของแบคทีเรีย
องค์ประกอบชุมชนและวิธีการที่จะได้รับผลกระทบจากการทำฟาร์มการปฏิบัติที่เป็น
ถนนที่มีแนวโน้มในการเพิ่มความสามารถของเราที่จะคาดการณ์ผลกระทบของ
การจัดการในการทำงานที่สำคัญของดิน นอกจากนี้ยังเป็นมูลค่าแบก
ทราบว่า 16S โปรไฟล์ลำดับตามจับเฉพาะแบคทีเรีย
สมาชิกของชุมชนดินและไม่ได้ให้ข้อมูล
เกี่ยวกับเชื้อราที่ยังมีผู้เข้าร่วมที่สำคัญในการย่อยสลายสารอาหารและ
การขี่จักรยาน (แมคไกวร์และ Treseder 2010) ขณะที่การศึกษาบางคนจะ
ชี้ให้เห็นว่าดินเกษตรมีแบคทีเรียที่โดดเด่นนี้อาจจะเป็น
จริงน้อยลงในการจัดการระบบอินทรีย์ (Ngosong et al, 2010;. หก
. et al, 2006) มุมมองนี้อาจจะเป็นเพราะต่อไปส่วนใหญ่กับก่อนหน้านี้ของเรา
ขาดความเข้าใจใน TH
การแปล กรุณารอสักครู่..

4.4 . ความแตกต่างระหว่างวิธีประเมินความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียองค์ประกอบและหน้าที่ดินและชุมชนพารามิเตอร์ถึงแม้ว่าดินที่มีองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับชุมชนดินระดับธาตุอาหารและสมบัติทางเคมีกายภาพอื่น ๆ ครั้งนี้ แตกต่างการวิเคราะห์การผลิตการประเมินที่แตกต่างกันซึ่งตัวแปรส่วนใหญ่มีความสัมพันธ์กับโครงสร้างของชุมชน ( ตารางที่ 6 )แต่ละเหล่านี้มีศักยภาพในการวิเคราะห์ข้อมูลต่าง ๆโครงสร้างฟังก์ชันความสัมพันธ์ การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทำให้เราดูความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรคู่ดินที่สำคัญและมากที่สุดมากมาย สมาชิกของชุมชนแบคทีเรีย แนะนำที่เฉพาะเจาะจงและที่อาจจะระบุเฉพาะเจาะจงที่ต้องการฟังก์ชัน ความซ้ำซ้อนวิเคราะห์ให้เราเพื่อประเมินขอบเขตของความสัมพันธ์โดยรวมระหว่างโครงสร้างสังคมและหน้าที่และขอบเขตที่แบคทีเรียโครงสร้างชุมชนของ physicochemistry ดินทำหน้าที่อย่างอิสระในผลกระทบต่อการทำงานของดิน การวิเคราะห์เชิงเบส์ระบุทิศทางของความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่ไม่อาจจะเห็นง่ายกว่าวิเคราะห์ข้อมูลความซ้ำซ้อนและการวิเคราะห์สหสัมพันธ์ระบุความสัมพันธ์ที่แตกต่างระหว่างการทำงานและแบคทีเรียในดิน อย่างไรก็ตาม เบย์การอนุมานไม่ได้ระบุทิศทางของความสัมพันธ์ระหว่างความสูงใด ๆและฟังก์ชั่น ความแตกต่างเหล่านี้เน้นความต้องการและข้อควรระวังในส่งผลให้ความสัมพันธ์ระหว่างฟังก์ชันซ่า และ ในหลายกรณีพวกเขาอาจแสดง CO ที่เกิดขึ้นตอบสนองสภาพดิน .อย่างไรก็ตาม และอาจจะมีประโยชน์เป็นตัวชี้วัดการทำงาน แม้ว่าพวกเขาไม่ใช่ตัวแทนของฟังก์ชันเหล่านั้น ( rames et al . , phillipot 2013 ;et al . , 2010 ) ที่ระบุว่าเป็นหน้าที่ และความอิสระphysicochemistry ดิน ที่น่าสนใจโดยเฉพาะเป็นเหล่านี้เป็นตัวชี้วัดที่ให้ข้อมูลที่ไม่สามารถได้รับผ่านการทดสอบดินตามปกติ ในหมู่เหล่านี้ในดินขนาดใหญ่เป็นสองสมาชิกของแอคติโนมัยสีท ( micromonosporaceae และสกุล Unclassified ) , ไฟลัมที่มีสมาชิกผลิตสารเฉพาะหลาย ;xanthobacteraceae ซึ่งรวมถึง n-fixing metabolically โดดเด่นและอื่น ๆสมาชิก และ chitinophagaceae ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกระบุว่าเป็นอย่างใกล้ชิดที่เกี่ยวข้องกับการขี่จักรยานเป็นอาหารกิจกรรมของเอนไซม์( เบลี่ย์ et al . , 2013 )4.5 . สำหรับใช้ในการตัดสินใจโดยใช้โปรไฟล์ในขณะที่ความหลากหลายของจุลินทรีย์โดยทั่วไปถือว่าเป็นประโยชน์เพื่อสุขภาพของดิน และฟังก์ชัน และมักพบเป็นส่วนหนึ่งของ" แพคเกจ " ของดิน คุณภาพ ประโยชน์ ส่งเสริมโดยการปฏิบัติอินทรีย์( ลิ , 1999 ) ผลของเราพบว่าแบคทีเรีย otu ความมั่งคั่งคือทั้งทางบวกและทางลบที่เกี่ยวข้องกับ nutrientcycling เฉพาะฟังก์ชัน นอกจากนี้ ซิมป์สัน ความหลากหลายของแบคทีเรียในคือไม่บวกใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทำงาน ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ คือ( Fernandez et al . , พิมพ์ , เลขส่งความหลากหลายได้ )ตารางที่ 6ดินและพารามิเตอร์ที่ระบุว่าเกี่ยวข้องกับความชุกชุมสัมพัทธ์ของแบคทีเรียครอบครัวโดยการวิเคราะห์ความซ้ำซ้อน การวิเคราะห์สหสัมพันธ์ และการอนุมานแบบเบย์ .ประเภทการวิเคราะห์ปริมาณสัมพันธ์แบบเบส์8 ตัวแปรความสวย <ความสวย :ความชื้น CA โอมpH mg Cano3-n โอม นาso4-s bray-p โอมso4-s nano3-n เคa.l. Fernandez et al . วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม ( จากทั้งหมด 566 567 ( 2016 ) 949 - 959 958ไม่เพิ่มการรักษาแก้ไขอินทรีย์ของเรา เมื่อเทียบกับไม่มีการควบคุมการแก้ไข ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงสมมติฐานง่ายเกี่ยวกับสาเหตุและประโยชน์ของความหลากหลายของจุลินทรีย์ในขณะที่การใช้ไม่เสนอรายละเอียดของการประเมินแบคทีเรียความหลากหลายกว่าเดิมชุมชนลักษณะวิธีการโดยเฉพาะเป็นพารามิเตอร์และ abundances สัมพัทธ์ของมีประโยชน์มากขึ้นทํานายหน้าที่ดินคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของดินได้รับการรายงานที่จะเป็นกุญแจสำคัญไดรเวอร์ฟังก์ชันดิน ( Bowles et al . , 2010 ) , และผลลัพธ์ของเราที่สอดคล้องกันกับการตีความเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในหน้าที่ดินดี อธิบายโดยใช้ดินและแบบทดสอบและโครงสร้างสังคมข้อมูลด้วยกัน มากกว่าการใช้แบบทดสอบดินคนเดียว นี้บ่งชี้ว่า ตามความเข้าใจของแบคทีเรียชุมชนองค์ประกอบและวิธีการได้รับผลกระทบจากการปฏิบัติการ คือถนนสายสัญญาเพื่อเพิ่มความสามารถของเราที่จะทำนายผลของการจัดการหน้าที่ดินที่สำคัญ นอกจากนี้ยังเป็นมูลค่าแบกจิตใจที่ใช้ลำดับตามการจับเฉพาะแบคทีเรียสมาชิกของชุมชน ดิน และไม่ได้ให้ข้อมูลเรื่องเชื้อรา ซึ่งมีผู้เข้าร่วมที่สำคัญในการย่อยสลาย และสารอาหารจักรยาน ( แมคไควร์ และ treseder , 2010 ) ในขณะที่บางการศึกษาจะแนะนำว่าเป็นแบคทีเรียดินการเกษตรที่โดดเด่นนี้อาจเป็นจริงน้อยลงในการจัดการระบบอินทรีย์ ( ngosong et al . , 2010 ; 6et al . , 2006 ) มุมมองนี้อาจจะขึ้นเนื่องจาก ในส่วนใหญ่ ของเราที่ผ่านมาการขาดความรู้ความเข้าใจของน.
การแปล กรุณารอสักครู่..
