《生态学报》最新综述 | 大数据时代土壤微生物地理学的研究进展与展望
转载自土壤氮循环公号（2022年5月2日）
文献信息：
靳一丹, 陆雅海*. 大数据时代土壤微生物地理学的研究进展与展望. 生态学报, 2022.
摘 要：土壤蕴含极为丰富的微生物多样性，它们在物质分解、元素生物地球化学循环、植物生产力和生物健康中扮演着关键角色。理解土壤微生物的生物地理分布格局、形成机制与群落构建规则，有助于预测在全球变化背景下土壤微生物组的功能演变及其对陆地生态系统的调控影响。自21世纪以来，土壤微生物生物地理学在各种大型国际微生物计划的推动下逐步形成了分子生物学技术耦合大数据分析的模式，实现了多种尺度上的关联研究。本文首先阐述了土壤微生物在分布格局和群落构建规则方面的研究进展；接下来重点介绍了分子生物学技术和大数据分析在土壤微生物生物地理研究中的应用；最后对土壤微生物生物地理学未来在微生物分类分辨率、模型验证与构建和功能基因地理学的发展方向进行了展望。
关键词：土壤微生物；生物地理学；高通量测序；大数据；基因地理学
文章结构：
0 前言
1 土壤微生物生物地理学的研究进展
1.1 土壤微生物地理分布格局的发现及其与大型生物之间的异同
1.2 土壤微生物生物地理分布格局的驱动因素
1.2.1 当代环境因素
1.2.2 历史事件
1.3 土壤微生物群落的构建规则
2 分子生物学技术推动土壤微生物生物地理学快速发展
2.1 分子生物学技术对土壤微生物生物地理研究的重要性
2.2 高通量测序（High-throughput sequencing）平台
2.2.1 Roche 454测序平台
2.2.2 Illumina测序平台
3 大数据分析实现了多样品与大尺度的微生物生物地理研究
3.1 大型国际微生物计划
3.1.1 地球微生物组计划（EMP）
3.1.2 全球土壤生物多样性倡议（GSBI）
3.2 微生物序列数据库和测序数据分析平台的兴起
3.2.1 全球真菌数据库（GlobalFungi）
3.2.2 陆地宏基因组数据库（TerrestrialMetagenomeDB）
3.2.3 原核生物信息数据库及生境预测平台（ProkAtlas）
3.2.4 微生物组学分析和可视化平台（Anvi'o）
3.2.5 微生物组学数据平台（MicrobiomeAnalyst）
3.2.6 在线微生物分析平台（Qiita）
3.2.7 宏基因组全球目录平台（gcMeta）
4 展望
4.1 微生物分类分辨率的统一与优化
4.2 利用微生物生物地理学来验证或构建生态模型
4.3 发展基于基因功能的微生物生物地理学
图 1 国际期刊和我国出版期刊的发文数量随时间的变化
Fig. 1 The number of published articles across time in international journals and in Chinese journals
图 2 微生物群落构建概念模型
Fig. 2 Conceptual model of microbial community assembly
图 3 基于已有数据库（绿色流程）和采样（棕色流程）的土壤微生物生物地理学研究示意图
Fig. 3 Diagram of the researches in soil microbial biogeography based on existing databases (green pipelines) or on new studies (brown pipelines)
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