الارتفاع، درجة حموضة التربة وتوافر الكالسيوم تشكل أنماطًا مكانية على المستويين الإقليمي والمحلي لتوافر جين PhoD في الغابات الاستوائية وشبه الاستوائية

الملخص تخمير الفوسفور العضوي هو عملية حاسمة في دورة الفوسفور، تتحكم في توافر الفوسفور للنباتات. جين PhoD، الذي يشفر الإنزيم الأساسي الفوسفاتاز القلوي، يُعتبر مؤشرًا حيويًا مهمًا لهذه العملية. الكائنات الدقيقة في التربة الحاملة لجين PhoD تُشرف على هذه العملية عن طريق إفراز الفوسفاتازات القلوية خارج الخلية. هذا الجين منتشر في مختلف فصائل البكتيريا، وقد أُبلغ عن أهميته بشكل موسع في النظم الزراعية، خاصة استجابةً للمدخلات السمادية. ومع ذلك، لا تزال التوزيعات المكانية لجين PhoD في النظم البيئية الطبيعية عبر تدرجات بيئية وتأثيرها الناتج على ديناميات الفوسفور غير واضحة. قمنا بدراسة التوزيع المكاني لتوافر جين PhoD عبر مناطق دراسة تبلغ مساحتها 20 هكتارًا في غابات استوائية (نابانه، بوبينغ) وشبه استوائية (أيلاوشان) تمتد عبر تدرجات ارتفاع واسعة ولكن نطاقات عرض جغرافي ضيقة. كانت أهدافنا هي (أ) توصيف أنماطه المكانية، (ب) تحديد العوامل الرئيسية المؤثرة على تباينه عبر المقياسين المحلي والإقليمي، و(ج) تحديد تأثير خصائص التربة الكيميائية. اختلف توافر جين PhoD وقابلية الكشف عنه بشكل حاد بين الغابات. كان التوافر الأعلى والأكثر انتشارًا في نابانه على ارتفاع متوسط (1015.86–1235.64 م)، ومتوسطًا في بوبينغ منخفض الارتفاع (712.05–860.05 م)، والأدنى في أيلاوشان المرتفعة (2443.78–2586.13 م)، حيث كان الجين في كثير من الأحيان غير قابل للكشف. كان الفرق المميز بين المواقع هو التكرار الأعلى لعدم الكشف في أيلاوشان مقارنة بالمواقع الأخرى. حددت النتائج أن الارتفاع، ودرجة حموضة التربة، والكالسيوم هي أبرز ثلاثة عوامل تنبؤية لتوافر وتوزيع جين PhoD على المستوى الإقليمي. وكانت درجة حموضة التربة عاملًا ثابتًا على المستويين الإقليمي والمحلي. على المستوى الإقليمي، كان تأثير الارتفاع يتوسطه التغير في درجة حموضة التربة والمواد الغذائية الكبيرة (الكربون الكلي، النيتروجين الكلي، الفوسفور الكلي). ومع ذلك، على المستويات المحلية، ارتبط النمط المكاني بتنوعات في المادة الأم للتربة، والتي أثرت على كل من درجة الحموضة والكالسيوم. باختصار، تفاوت توافر جين PhoD بشكل ملحوظ عبر النظم البيئية الغابية. تبين دراستنا كيف تشكّل التغيرات البيئية المدفوعة بالارتفاع الإمكانيات الوراثية لتخميم الفوسفور، مما يؤكد الحاجة إلى دراسات واسعة النطاق لتوقع استجابات هذه العملية الميكروبية الأساسية للتغيرات البيئية العالمية. اقرأ الملخص المبسط المجاني لهذه المقالة في مدونة المجلة.