关于根际微生物群落结构的研究多集中在生物及非生物影响因素方面，而光周期对于植物的影响并没有引起人们的关注。生物钟可以起到调节植物代谢的功能，也是控制植物健康和产量的重要因素。根际细菌在植物生长，健康和发育中起关键作用。该试验利用新一代高通量测序技术和高分辨率质谱研究昼夜循环对微生物群落的影响。试验发现，根际微生物群落存在动态变化，由生物因素、非生物因素和生物钟影响。该项研究体现了明显的创新意识，以往的研究热点大多忽视了光照这个影响因素，之后研究过程中可能需要重新评估昼夜周期对根际微生物群落的影响。
二、论文ID
原名：Diurnal cycling of rhizosphere bacterial communitiesis associated with shifts in carbon metabolism
译名：根际细菌群落在昼夜循环过程中与碳代谢转换的联系
期刊：Microbiome
IF：8.496
发表时间：2017年
通信作者：Ljiljana Pa?a-Toli?
通信作者单位：BioTechnology Institute, University of Minnesota
三、实验设计
四、实验结果
第一条证据链
在给定的环境条件下，根据香农指数及覆盖度分析样本间的阿尔法多样性差异并不显着。休耕地根际土样中的香农指数更高。通过相似性分析所评估黑暗和光照样本之间的群落组成（β多样性）在两个环境中显着不同，在黑暗与光照两个时间点的根际样品群落结构图中发现，酸杆菌Gp6的丰度较低，伯克霍尔德氏菌和粘球菌的相对丰度较高。土壤群落在光照和黑暗时间点之间表现出巨大的变化。通过多样性分析及群落结构调查发现，在所有样本中只有根际土壤表现出显着变化。
第二条证据链
在光照和黑暗条件下的根际土壤有机质含量存在显着差异。光照条件样本的平均质荷比要显着高于黑暗样本。
第三条证据链
野生型根际土壤样品中香农指数和ACE指数的在黑暗时明显高于光照条件，黑暗样本中的ACE丰度明显更高。 野生型根际和休耕土壤的ACE指数在各个时间点也有差异。光循环过程中通常变形菌门的丰度增加，除了β-变形菌，放线菌门和厚壁菌门外，在光照期间酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度降低。Kruskal-Wallis检验表明野生型，OX34和土壤之间的关键特征是，在每个样本类型中都看到了一些变异，但是野生型显示出更大显着性循环结果，OX34根际土壤和休耕土壤中的微生物群落显示出更大改变。
第四条证据链
功能基因预测分析其中编码与碳水化合物代谢相关的功能的基因在见光之前1小时显示丰度最高。休耕土地上光照与黑暗土地中功能类别没有明显差异。
五、研究结论
白日和黑夜的循环中，野生型植物的根际细菌群落结构显着不同。在短柄草属中还观察到显着较小程度循环。功能基因推断揭示了参与碳水化合物代谢的基因在接近黎明的黑暗样品中可能更丰富。此外，根际有机质的检测在光照和黑暗周期间也存在显着差异。本研究结果表明，根际细菌群落在一定程度上受生物钟的调控，可能受到植物代谢和生产力的影响。对拟南芥相关细菌循环了解后表明，昼夜的动态变化会影响植物微生物碳代谢和交换，同时影响微生物群落结构。
六、点评
根际细菌群落会受到生物及非生物等因素影响。该试验有助于研究植物与微生物之间的联系及微生物影响植物群落的特点。我们的研究从光照时间方面反映了根际微生物组系的变化，这也就对之前研究并没有控制这方面因素提出质疑，这些因素也会造成实验误差。随着我们的调查范围的逐步扩大，我们对于研究植物与微生物之间的相互作用将会更加深入。
