RHAN 1 Datgelu Effaith yr Amgylchedd Ar Salsa Cistanche: O Ranbarthu Ecolegol Byd-eang I Nodweddion Cymunedol Microbaidd Pridd

Abstract:Deall y berthynas reoleiddiol rhwng yr amgylchedd aCistanche salsa, yma fe wnaethom integreiddio'r dulliau dimensiynau macro-a micro. O safbwynt macro, nododd model MaxEnt fod gwledydd ar hyd y Fenter Belt and Road, megis Tsieina, yr Aifft, a Libya, yn arbennig o addas ar gyfer twfC. salsao'r hen amser (Uchafswm Rhewlifol Olaf a Chanol Holosen) i'r dyfodol (2050 a 2070). Datgelodd y prawf Jackknife fod dyddodiad yn ffactor ecolegol pwysig sy'n effeithio ar ddosbarthiad C. salsa. O safbwynt macro, dangosodd data dilyniannu amplicon rRNA 16S fod y cymunedau microbaidd pridd o dri ecodeip (anialwch - paith, glaswelltir, a graean - anialwch) yn sylweddol wahanol (p < 0.001).="" dangosodd="" dadansoddiad="" microbiome="" craidd="" fod="" y="" genera="" bacteriol="" arthrobacter,="" sphingomonas,="" a="" bacillus="" wedi'u="" cyfoethogi="" fel="" tacsa="" craidd="">C. salsa. Defnyddiwyd LEfSe a choedwig ar hap i gloddio'r Gillisia (anialwch−paith), Flavisolibacter (glaswelltir), a'r Variibacter(graean−anialwch) fel biofarcwyr sy'n gallu gwahaniaethu rhwng cymunedau microbaidd a'r tri ecodeip. Dangosodd y proffil rhagfynegiad fod swyddogaeth metabolaidd y gymuned ficrobaidd wedi'i gyfoethogi mewn llwybrau metabolaidd a phrosesu gwybodaeth amgylcheddol. Datgelodd dadansoddiadau cydberthynas fod uchder, dyodiad y chwarter cynhesaf (bio18), amrediad dyddiol cymedrig (bio2), a thymheredd cymedrig y chwarter cynhesaf (bio10) yn ffactorau ecolegol pwysig sy'n effeithio ar gyfansoddiad cymunedau microbaidd pridd. Rhoddodd y gwaith hwn fewnwelediadau newydd i'r berthynas reoleiddiol ymhlith y dosbarthiad addas oC. salsa, cymunedau microbaidd pridd, a ysgogwyr ecolegol. At hynny, dyfnhaodd y ddealltwriaeth o'r rhyngweithio rhwng planhigion anialwch a ffactorau ecolegol mewn amgylcheddau cras.

GEIRIAU ALLWEDDOL:Cistanche salsa, MaxEnt, dilyniannu amplicon rRNA 16S, cymuned microbau pridd, effaith amgylcheddol.

Mae gan Cistanche deserticola lawer o effeithiau, cliciwch yma i wybod mwy

Am fwy o wybodaeth cysylltwch â:Joanna.jia@wecistanche.com

1. RHAGARWEINIAD

Mae gwerth economaidd planhigion meddyginiaethol wedi cynyddu'n gyflym yn ystod y blynyddoedd diwethaf gyda datblygiad a defnydd byd-eang o blanhigion naturiol. Coesyn cigogCistanche salsayn organ planhigion bwytadwy a meddyginiaethol a ddefnyddir yn gyffredin fel tonic aren, affrodisaidd, triniaeth gwrth-heneiddio a gwrthocsidiad, carthydd berfeddol, triniaeth amddiffyn yr afu, a thriniaeth gwrth-ymbelydredd. Mae astudiaethau ffytocemegol modern ar C. salsa wedi arwain at nodi ac ynysu symiau sylweddol o gyfansoddion bioactif, megis glycosidau ffenylethanoid amrywiol, iridoidau, alditolau, a lignin, sydd â gwerthoedd meddygol a bwytadwy pwysig.1 Gyda datblygiad cyflym y farchnad am feddyginiaeth a bwydydd iachus, y galw amC. salsawedi cynyddu'n sydyn ac yn cyd-fynd â'r gor-ecsbloetio a'r ysbeilio adnoddau gwyllt. Felly, mae cyflwyno a meithrin artiffisial ar raddfa fawrC. salsawedi dod yn fesur pwysig i warchod adnoddau gwyllt a diffeithdiro ecolegol araf. Fodd bynnag, mae ymchwil ar amaethu artiffisialC. salsayn parhau i fod yn gyfyngedig.

Mae'r amgylchedd yn cael effaith enfawr ar dwf a datblygiad C. salsa.2 Mae planhigion yn tyfu mewn amgylcheddau gwahanol, gan ffurfio ecoteipiau gwahanol sy'n dangos newidiadau sylweddol mewn cynhwysion anactif a mynegiant genynnau.3,4 Ar lefel macro, mae ymchwil wedi canfod bod tymheredd, mae golau, dyodiad, a mathau o bridd i gyd yn cael effaith ar dyfiant planhigion a'i gynhwysion gweithredol.5,6 Mae astudio'r rhyngweithio rhwng yr amgylchedd a phlanhigion a nodweddiad cynhwysfawr gwahanol ecoteipiau o blanhigion yn fuddiol i ddethol a thyfu planhigion uchel. -amrywogaethau o ansawdd.7 O safbwynt macro, gall planhigion gael effaith sylweddol ar organebau'r pridd hyd yn oed os nad oes ganddynt fawr ddim cyswllt uniongyrchol, os o gwbl, â'r system bridd trwy eu gwreiddiau.8,9 Fodd bynnag, mae ymchwil gyfredol ar y berthynas rhwng planhigion a'r amgylchedd, gan gynnwys ffactorau hinsawdd a chymuned ficrobaidd pridd, yn dal yn aneglur.

Mae’r model dosbarthu rhywogaethau (SDM) yn fodel ystadegol a sefydlwyd gan ddefnyddio data dosbarthiad rhywogaethau presennol a newidynnau amgylcheddol i gasglu anghenion ecolegol rhywogaethau a rhagamcanu eu hardaloedd dosbarthiad posibl,10,11 archwilio ardaloedd twf addas trwy gyfuno ffactorau hinsawdd a phridd, pennu'r amgylchedd priodol ar gyfer planhigion meddyginiaethol, a diogelu a thyfu planhigion mewn perygl yn wyddonol.12,13 Mae SDMs, megis MaxEnt a biomod2, wedi ymateb yn llwyddiannus i'r rhagfynegiadau o dueddiadau dosbarthu a osodwyd ar blanhigion dan fygythiad ac ecolegol yn ystod newid yn yr hinsawdd.14,15

16S rRNA amplicon dilyniannu samplau pridd rhisosffer planhigion wedi cael ei berfformio i archwilio amrywiaeth cymunedau microbaidd, gan ddarparu mewnwelediad newydd ir berthynas rhwng planhigion a chymunedau microbaidd pridd.16,17

Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom archwilio'r berthynas rhwng yr amgylchedd aC. salsao'r dimensiynau macro-a micro. Fe wnaethom berfformio'r canlynol. (1) Defnyddiwyd y model MaxEnt i ragfynegi meysydd twf addas byd-eangC. salsao'r hen amser i'r dyfodol (pum cyfnod: Uchafswm Rhewlifol Olaf [LGM], Canol Holosen [MH], presennol, 2050, a 2070) a chyfrifodd yr ardaloedd addas o wahanol lefelau a chyfradd cyfraniad ac ystod y newidynnau biohinsoddol sy'n effeithio ar y dosbarthiad oC. salsa.(2) Ar y cyd â gwaith maes, casglwyd tri ecodeip o bridd (anialwch - paith, glaswelltir, a graean - anialwch) o'r ardal dyfu orau (Tacheng a Xinjiang) o

C. salsa. Fe wnaethom berfformio dilyniannu amplicon rRNA 16S i archwilio nodweddion cymunedau microbaidd pridd. Gwnaethom hefyd gymharu'r gwahaniaethau mewn microbiomau pridd yn y tri ecodeip a phennu'r microbiomau craidd a'r biomarcwyr a allai wahaniaethu rhwng y tri ecodeip. (3) Gwnaethom ddadansoddiad cydberthynas a dadansoddiad diangen ar sail helaethrwydd y microbiomau craidd, biomarcwyr, a newidynnau biohinsoddol i archwilio'r berthynas reoleiddiol rhwngC. salsaa'r amgylchedd.

Cistancheyn cael llawer o effeithiau mewn gwrth-blinder

2. DEUNYDDIAU A DULLIAU

2.1. Modelu Niche Ecolegol.

Yn yr ymchwil hwn, defnyddiwyd pum adnodd i chwilio am safleoedd presennolC. salsaledled y byd: (1) GBIF; (3) Seilwaith Gwybodaeth Sbesimenau Cenedlaethol (4) llenyddiaeth gyhoeddedig; a (5) gwaith maes. Roedd data sampl heb lledred a hydred yn seiliedig ar ymholiad map ar-lein, lledred a hydred Defnyddiwyd y dull dadansoddi byffer i brawfddarllen a hidlo pwyntiau dosbarthu a gafwyd i ddileu effaith efelychiad gorffitiol a achosir gan gydberthynas ofodol fawr. Cydraniad gofodol y newidynnau biohinsoddol oedd 2.5 arc-min (tua 4.5 km2), a gosodwyd y pellter clustog i 3 km. Dim ond un pwynt dosbarthu a gadwyd pan oedd y pellter rhwng y pwyntiau dosbarthu yn llai na 3 km. Ar ôl tynnu pwyntiau dyblyg, casglwyd 76 o ddigwyddiadau, pob un o ardal gynhyrchu wirioneddol C. salsa, a'u defnyddio i'w dadansoddi (Ffigur 1a, Ffeil Atodol 1).

Fe wnaethom ddefnyddio 19 newidyn biohinsoddol WorldClim fel rhagfynegwyr amgylcheddol. Casglwyd data newidynnau biohinsoddol presennol yr astudiaeth hon o ddata monitro cronfa ddata fersiwn 1.4 WorldClim18 yn ystod 1960-1990 gyda chydraniad o 2.5 arc-min. Defnyddiwyd y newidynnau biohinsoddol hynafol (LGM ac MH) a'r dyfodol (2050 a'r dyfodol 2070) sydd ar gael yn fersiwn WorldClim 1.4 ar gydraniad arc-min 2.5 fel rhagfynegwyr y modelau dosbarthu rhywogaethau. Er mwyn osgoi aml-gydberthynas, cynhaliom ddadansoddiad cydberthynas ar bwyntiau cefndir a dileu un o'r newidynnau ym mhob pâr gyda Pearson

gwerth cydberthynas > 0.819 (Ffigur S1). Yr wyth newidyn biohinsoddol a gynhwyswyd yn olaf yn y modelau oedd yr amrediad dyddiol cymedrig (bio2), tymheredd cymedrig y chwarter gwlypaf (bio8), tymheredd cymedrig y chwarter sychaf (bio9), tymheredd cymedrig y chwarter cynhesaf (bio10) , dyddodiad blynyddol (bio12), dyddodiad y chwarter sychaf (bio17), dyddodiad y chwarter cynhesaf (bio18), a dyodiad y chwarter oeraf (bio19).

Defnyddiwyd y model entropi mwyaf pecyn meddalwedd ffynhonnell agored (MaxEnt v.3.4.0),20 y gellir ei lawrlwytho i adeiladu model dosbarthu rhywogaethau ar gyferC. salsa. Defnyddiwyd y paramedrau canlynol yn y gosodiadau sylfaenol: hadau ar hap a chanran prawf ar hap o 25 a 10 o atgynhyrchiadau. Trwy osod canran y prawf ar hap i 25 y cant , fe wnaethom ddewis 75 y cant o'r pwyntiau dosbarthu ar gyfer y set hyfforddi ar hap. Trwy osod nifer yr atgynhyrchiadau i 10, fe wnaethom redeg y model 10 gwaith gyda'r un gosodiadau a chyfartaledd allbwn pob rhediad i gael y canlyniad terfynol. Defnyddiwyd yr ardal o dan y gromlin gweithredwr derbyn (AUC) i werthuso pa mor dda oedd y model, ac ystyriwyd mai'r model gyda'r gwerth AUC uchaf oedd y perfformiwr gorau. Defnyddiwyd y weithdrefn jackknife i asesu pwysigrwydd y newidynnau. Defnyddiwyd cromliniau ymateb i gael yr ystod o newidynnau biohinsoddol.

Defnyddiwyd ArcGIS i ddadansoddi'r newidynnau biohinsoddol sy'n effeithio ar ddosbarthiad C. salsa ac i ddosbarthu a chyfrifo'r arwynebedd sy'n addas ar gyfer cynhyrchu.

2.2. Casglu Sampl Pridd a Disgrifiad. C. salsa

wedi'i ddosbarthu'n naturiol yn y tri ecodeip, sef graean - anialwch, glaswelltir, a phaith anialwch. Ym mis Ebrill 2017, casglwyd samplau o goesyn cigog a phridd yn cynrychioli'r prif ecodeipiau o C. salsa yn Tacheng, Xinjiang, Tsieina (Ffigur 1b, Tabl 1). Casglwyd samplau graean-anialwch o Hejiaoke, Toli County (HJ1, HJ2, a HJ3). Casglwyd samplau glaswelltir o Sir Yumin (YM1, YM2, YM3, ac YM4). Anialwch - casglwyd samplau paith gan Jiang Alhan (JA1, JA2, JA3, JA4, JA5, a JA6). Mae'r samplau pridd a gasglwyd gennym i gyd o'r pridd ar wyneb C. salsa a'i safle parasitig lletyol. Sbesimenau taleb gyda

cafodd rhifau talebau o 20170510079-DT i 20170510091-DT eu hadneuo yn llysieufa'r Sefydliad Datblygu Planhigion Meddyginiaethol yn Academi Gwyddorau Meddygol Tsieina yn Beijing, Tsieina. Ar ôl cael eu glanhau, torrwyd meinweoedd coesyn suddlon yn ddarnau bach, eu rhewi ar unwaith mewn nitrogen hylifol, ac yna eu storio ar −80 gradd nes eu prosesu ymhellach. Cymerwyd creiddiau pridd ar ddyfnder o 20 cm gan ddefnyddio

driliwr silindrog dur di-staen â diamedr o 5 cm ac yna'n cael ei storio ar −20 gradd mewn oergell gludadwy. Ar ôl cael eu cludo i'r labordy, cafodd y samplau pridd eu pasio trwy ridyll 2 mm i gael gwared ar feinweoedd planhigion, gwreiddiau, creigiau a malurion eraill ac yna eu storio ar −20 gradd mewn oergell cyn arbrofion pellach.

2.3. Echdynnu DNA a Dilyniannu rRNA 16S.

Echdynnwyd DNA pridd gan ddefnyddio Pecyn Ynysu DNA PowerSoil (MoBio Laboratories, Carlsbad, CA) yn unol â'r llawlyfr. Gwiriwyd purdeb ac ansawdd y DNA genomig ar 0.8 y cant o gel agarose. Cafodd rhanbarth gornewidiol V3-4 y genyn rRNA 16S bacteriol ei fwyhau gyda'r preimwyr 338F (ACTCCTACGGGAGGCAGCAG) a 806R (GGACTACHVGGGTWTCTAAT).21 Ar gyfer pob sampl pridd, ychwanegwyd dilyniant cod bar digid 10- at y 5 ′ diwedd y preimio ymlaen a'r cefn (Allwegene Co., Beijing). Perfformiwyd PCR ar Radiant Mastercycler (Eppendorf, yr Almaen) gan ddefnyddio cyfeintiau adwaith 25 μL yn cynnwys 12.5 μL o KAPA 2G Robust HotStart ReadyMix, 1 μL o preimiwr anfon ymlaen (5 μM), 1 μL o preimio gwrthdro (5 μM), 5 μL o DNA (cyfanswm maint y templed yw 30 ng), a 5.5 μL o H2O. Roedd y paramedrau beicio fel a ganlyn: 95 gradd am 5 munud, ac yna 28 cylch o 95 gradd am 45 s, 55 gradd am 50 s, a 72 gradd am 45 s, gydag estyniad terfynol ar 72 gradd am 10 munud. Cyfunwyd tri chynnyrch PCR fesul sampl i liniaru rhagfarnau PCR lefel adwaith. Cafodd y cynhyrchion PCR eu puro gan ddefnyddio Pecyn Echdynnu Gel QIAquick (QIAGEN, yr Almaen) ac yna eu meintioli gan ddefnyddio PCR amser real. Perfformiwyd dilyniannu dwfn ar lwyfan MiSeq gan Allwegene Co. (Beijing). Ar ôl y rhediad, perfformiwyd dadansoddiad delwedd, galw sylfaen, ac amcangyfrif gwallau gan ddefnyddio Fersiwn Piblinell Dadansoddi Illumina 2.6.

2.4. Dadansoddiad o Ddata Dilyniannu Amplicon rRNA 16S.

Cyflwynwyd yr holl ddata dilyniannu i Archif Fer NCBI (SRA) o dan y cyflwyniad SRA SUB7456002. Sgriniwyd data crai yn gyntaf, a dilëwyd dilyniannau ar sail yr ystyriaethau canlynol: dilyniannau sy'n fyrrach na 200 bp gyda sgôr ansawdd isel (Llai na neu'n hafal i 20) ac yn cynnwys seiliau amwys neu ddim yn cyfateb i ddilyniannau preimio a thagiau cod bar. Cafodd darlleniadau cymwys eu gwahanu gan ddefnyddio dilyniannau cod bar sampl-benodol a'u tocio gyda Fersiwn Piblinell Dadansoddi Illumina 2.6. Yna dadansoddwyd y setiau data gan ddefnyddio QIIME. Cafodd y dilyniannau eu clystyru'n unedau tacsonomig gweithredol (OTUs) ar lefel debygrwydd o 97 y cant 22 i gynhyrchu cromliniau rarefaction a chyfrifo mynegeion cyfoeth ac amrywiaeth. Defnyddiwyd yr offeryn Dosbarthu Prosiect Cronfa Ddata Ribosomaidd i ddosbarthu pob dilyniant i wahanol grwpiau tacsonomaidd, lle mae'r trothwy hyder wedi'i osod i 0.7.23 Perfformiwyd dadansoddiadau clystyru ar sail gwybodaeth OTU o bob sampl gan ddefnyddio R 3.6.1 i archwilio'r tebygrwydd rhwng samplau gwahanol.24 Cyfrifwyd matrics pellteroedd UniFrac rhwng cymunedau microbaidd o bob sampl gan ddefnyddio cyfernod Tayc a'i gynrychioli fel dull grŵp pâr heb ei bwysoli gyda choeden clystyru cymedrig rhifyddol, sy'n disgrifio'r annhebygrwydd (1- tebygrwydd) ymhlith samplau lluosog.25 Cynhyrchwyd ffeil coeden fformat Newick hefyd drwy'r dadansoddiad hwn. Cymhwyswyd amrywiaeth alffa i ddadansoddi cymhlethdod amrywiaeth rhywogaethau ar gyfer sampl gan ddefnyddio pedwar mynegai, sef Chao1, rhywogaethau a arsylwyd, a Shannon a Fisher

mynegeion amrywiaeth. Cyfrifwyd y mynegeion hyn gan ddefnyddio meddalwedd QIIME (Boulder, CO, USA) yn Python (v.1.8.0) (La Jolla, CA, UDA).26 Defnyddiwyd dadansoddiad amrywiaeth beta i werthuso gwahaniaethau mewn samplau yn nhermau cymhlethdod rhywogaethau. Cyfrifwyd amrywiaeth beta gan ddefnyddio'r prif ddadansoddiad cyfesurynnau (PCoA) a dadansoddiad clwstwr yn QIIME.27 Perfformiwyd dadansoddiad o amrywiant moleciwlaidd (AMOVA) gan ddefnyddio mam.28 Defnyddiwyd prawf Kruskal-Wallis i gyfrifo'r gwahaniaeth OTU rhwng grwpiau (gwerth-p).<0.05), and="" heat="" maps="" were="" drawn="" using="" pheatmap="" (r="" package).="" core="" microbiome="" analysis="" was="" adopted="" from="" the="" core="" function="" in="" the="" r="" package="" microbiome="" (sample="" prevalence="20%," relative="" abundance="0.01%)" by="" microbiomeanalyst29="" (https://www.="">

Defnyddiwyd dulliau dadansoddi gwahaniaethol llinol (LDA) a choedwigoedd ar hap (RF) ar wefan MicrobiomeAnalyst i bennu biomarcwyr microbiome. Perfformiwyd prawf rheng swm ffactoraidd nonparametric Kruskal-Wallis gyntaf i nodi nodweddion gyda digonedd gwahaniaethol sylweddol o ystyried y ffactor arbrofol neu ddosbarth o ddiddordeb. Nesaf, perfformiwyd LDA (mae'r trothwy wedi'i osod i 2) i gyfrifo maint effaith pob nodwedd fforddiol toreithiog. Ystyriwyd bod nodweddion yn arwyddocaol ar sail eu gwerth-p wedi'i addasu. Y toriad gwerth-p rhagosodedig wedi'i addasu oedd 0.05. Perfformiwyd dadansoddiad RF gan ddefnyddio pecyn randomForest5. Mae'r dull hwn yn defnyddio ensemble o goed dosbarthu, y mae pob un ohonynt yn cael ei dyfu trwy ddethol nodweddion ar hap o sampl bootstrap ym mhob cangen.

Defnyddiwyd Tax4Fun (pecyn R, http://tax4fun.gobics.de/) i ragfynegi proffiliau swyddogaethol microbaidd microbiomau yn y samplau pridd. Defnyddiwyd tabl Biom OTU y microbiom pridd fel ffeil fewnbwn ar gyfer priodoli metagenom samplau pridd C. salsa. Yna dadansoddwyd digonedd y dosbarth genynnau a ragfynegwyd ar lefel grŵp KEGG Orthology (KO) 3. Dadansoddwyd canlyniadau Tax4Fun yn Doby (pecyn R).

2.5.Dadansoddiad Cydberthynas o Gymunedau Microbaidd Allweddol a Ffactorau Biohinsoddol.

Fe wnaethom ddefnyddio ArcGIS i dynnu'n rhifiadol ffactorau biohinsoddol allweddol o'r 13 pwynt samplu pridd. Perfformiwyd dadansoddiad diswyddo o genera allweddol y cymunedau microbaidd (pum biomarcwr, pum microbiom craidd) a ffactorau biohinsoddol gan ddefnyddio

Meddalwedd Canoco 5. Perfformiwyd trosi data Log2 yn unffurf cyn y dadansoddiad. Cyfrifwyd cyfernodau cydberthynas Spearman ar gyfer y doreth o bum biomarcwr, pum microbiom craidd, ac integreiddio data ffactor biohinsoddol trwy gymhwyso SPSS. Lluniwyd canlyniadau'r dadansoddiad cydberthynas gan fap pheat (pecyn R).

Cistancheyn gallu gwrthsefyll heneiddio

3. CANLYNIADAU

Rhagfynegiad o Newid Dosbarthiad Byd-eang C. salsa yn y Cyfnodau Gwahanol. Dangosodd y ROC a gyfrifwyd

bod y gwerth AUC yn {{0}}.977 (Ffigur S2), sy'n dangos bod y model yn cytuno'n dda â'r data.30 Canlyniadau efelychu addasrwydd cynefinoedd am bum cyfnod (LGM, MH, presennol, 2050, a 2070 ) wedi'u dangos yn Ffigur 2 a Thabl 2. C. Roedd addasrwydd tyfu salsa wedi'i rannu'n bum categori ar sail trothwyon ystadegol: anaddas (dosbarth 5: 0 - 20 y cant ), ymylol (dosbarth 4: 20 - 50 y cant ), gweddol (dosbarth 3: 50 - 75 y cant ), da (dosbarth 2: 75 -

90 y cant ), ac yn rhagorol (dosbarth 1: 90 - 100 y cant ). Trafododd yr erthygl hon yr ardaloedd dosbarthiad addas ar gyfer dosbarth 1, dosbarth 2, a dosbarth 3 yn unig. Roedd y dosraniadau posibl presennol o C. salsa yn nodi bod y rhywogaeth hon wedi'i dosbarthu'n eang ar draws tri pharth hinsoddol: hinsawdd anialwch tymherus, hinsawdd isdrofannol Môr y Canoldir, ac anialwch trofannol rhanbarthau hinsawdd. Mae pob cyfandir, ac eithrio Antarctica, yn cynnwys rhanbarthau a oedd yn addas ar gyfer C. salsa. Dosbarthwyd y rhanbarthau hyn yn bennaf yng nghanolbarth a gorllewin Asia a gogledd Affrica ac fe'u gwasgarwyd yng nghanolbarth a gorllewin Gogledd America, canol De America, a gorllewin Oceania. Ardaloedd addas ardderchog (dosbarth 1) oedd y mwyaf eang eu dosbarthiad yn yr Aifft (76 750 km2), tra bod yr ardaloedd addas da (dosbarth 2) a gweddol (dosbarth 3) wedi'u dosbarthu fwyaf yn Tsieina (dosbarth 2: {{). 13}} km2 a dosbarth 3: 1 024 600 km2). Cyfyngwyd yr ardaloedd ecolegol addas yn Asia yn bennaf i Tsieina (dosbarth 1: 45 775 km2), Gwlad yr Iorddonen (dosbarth 1: 90 km2), Israel (dosbarth 1: 14 975 km2), Sawdi Arabia (dosbarth 1: 14 925 km2), ac Iran (dosbarth 1: 12 600 km2). Dosbarthwyd ardaloedd addas C. salsa yn Affrica yn bennaf yn yr Aifft, Libya (dosbarth 1: 34 400 km2), a Tunisia (dosbarth 1: 275 km2). Dosbarthwyd ardaloedd addas ar gyfer C. salsa yn Ne America yn bennaf yn Chile (dosbarth 1: 16 550 km2).

O bersbectif gofodol (Ffigur 2), cynyddodd y duedd newid rhanbarthol addas ar gyfer y pum cyfnod yn gyntaf ac yna gostyngodd gyda'r ardal fwyaf yn 2050 (Ffigur 3a, Ffigur S3). Gwelsom ostyngiad mawr mewn ardal C. salsa addas o fewn yr LGM o'i gymharu â'r hyn a welwyd yn y pedwar cyfnod arall. O gymharu â'r presennol (4 358 775 km2), gostyngodd ardaloedd addas 50 y cant (2 160 975 km2) yn y cyfnod LGM, gan 10 y cant (MH: 3 910 350 km2) yn y cyfnod MH, ac 1 y cant (4 328 800 km2) yn y cyfnod 2070 a chynyddodd 2 y cant (4 428 950 km2) yn y cyfnod 2050. Yn nodedig, o'r presennol i'r dyfodol (o 1960 i 2080), crebachodd yr ardal ardderchog (dosbarth 1) ar gyfer C. salsa yn raddol (presennol, 243 200 km2; 2050, 232 425 km2; 2070, { {29}} km2).

Cistanchedyfyniad wedi llaweriechydmanteision

3.2. Rhagfynegiad o Ardaloedd Dosbarthu Addas C. salsa yn Tsieina a'r Ystod o Newidynnau Biohinsoddol.

Cyfyngwyd yr ardaloedd addas ar gyfer twf C. salsa yn Tsieina yn bennaf i ogledd-orllewin Xinjiang, canol Mongolia Fewnol, gogledd Shaanxi, gogledd Shanxi, gogledd-ddwyrain Qinghai, gogledd Gansu, a'r rhan fwyaf o Ningxia (Ffigur 2b). Dosbarthwyd yr ardaloedd mwyaf addas yn Tsieina yn bennaf yn Xinjiang, ac roedd yr ardal ragorol (dosbarth 1) yn gorchuddio 23 650 km2, yr ardal dda (dosbarth

2) yn gorchuddio 220 950 km2, ac roedd yr ardal ffair (dosbarth 3) yn gorchuddio 189 975 km2. Ymhlith yr ardaloedd da (dosbarth 2), roedd Xinjiang yn cyfrif am 60.99 y cant, ac yna Mongolia Fewnol (86 300 km2) a Gansu (24 450 km2) gyda 23.82 y cant a 6.75 y cant, yn y drefn honno (Ffigur 3b). Nododd canlyniadau'r model MaxEnt fod Xinjiang yn arbennig o addas ar gyfer twf C. salsa. Fodd bynnag, canfuwyd cynefinoedd gwahanol, megis anialwch graean, glaswelltir, a phaith yr anialwch, yn yr un ardal yn ystod teithiau maes. Felly, roedd gennym ddiddordeb mawr yn nodweddion cymunedau microbau pridd a'u perthynas â'r amgylchedd mewn gwahanol ecodeipiau o C. salsa yn Tacheng, Xinjiang, Tsieina.

Dangosir pwysigrwydd pob newidyn biohinsoddol i ddosraniad C. salsa yn Nhabl 2. Roedd pob gwerth yn fodd o 10 rhediad dyblyg. Y tri newidyn biohinsoddol uchaf gyda'r dylanwad mwyaf ar y dosbarthiad C. salsa oedd dyddodiad y chwarter sychaf (bio17), dyddodiad y chwarter cynhesaf (bio18), a'r amrediad dyddiol cymedrig (bio2) gyda chyfraddau cyfrannu cymharol o 25.81 y cant , 17.65 y cant , a 13.70 y cant , yn y drefn honno . Fel y nodir gan y gromlin ymateb a gafwyd gan y model MaxEnt, gellid cyfrifo ystod y bio-ffactor pan oedd y tebygolrwydd rhagfynegiad yn uwch na 0.5. Er enghraifft, roedd ystod bio17 o −135.30 i 11.34 mm, roedd ystod bio 18 o -206.60 i 4.40 mm, ac roedd ystod bio2 o 11.65 i 12.50 gradd.

3.3. Microbiomau Pridd O Dri Ecoteip o C. salsa Yn Arddangos Cymunedau Microbaidd Unigryw sy'n Gorgyffwrdd.

Arweiniodd dilyniannu rRNA 16S at 518 217 ddarlleniadau amrwd, ymhlith y rhain 441 576 a sgriniwyd am ansawdd a hyd. Roedd y set ddata yn cynnwys 11 818−26 431 (cymedr: 20 150) dilyniannau fesul sampl. Cafodd y darlleniadau o ansawdd uchel eu clystyru ar sail

>Mae 97 y cant yn dilyniannu hunaniaeth yn 2 788 OTUs microbaidd (Tabl 1).

Dosbarthwyd y gymuned ficrobaidd yn 34 ffyla a 321 genera. Ar lefel ffylwm (Ffigur 4a), Actinobacteria (DS, 31.94 y cant; GD; 46.42 y cant; GL, 33.33 y cant), Proteobacteria (DS,

23.25 y cant; GD, 22.53 y cant; Roedd GL, 24.68 y cant ), a Gemmatimonadetes (DS, 17.77 y cant; GD, 8.02 y cant; GL, 8.36 y cant ) yn dominyddu yn y tri ecodeip. Ar lefel y genws (Ffigur 4b), roedd yr anialwch - paith yn cael ei ddominyddu gan Euzebya (4.82 y cant ) ac Arthrobacter (1.74 y cant ), a'r genera amlycaf yn y graean - yr anialwch oedd Arthrobacter (8.35 y cant) a Bacillus (4.95 y cant ) ). Roedd Bacillus (6.89 y cant) ac Arthrobacter (5.57 y cant) yn dominyddu yn y glaswelltir. Dosbarthwyd y 10 cymuned ficrobaidd toreithiog uchaf yn yr anialwch - paith yn wyth ffyla (Ffigur 4c), dosbarthwyd y rhai yn yr anialwch graean yn saith ffyla (Ffigur 4d), a dosbarthwyd y rhai yn y glaswelltir yn 10 ffyla (Ffigur 4e). ).

Datgelodd mesuriadau amrywiaeth o fewn sampl (-amrywiaeth) newid amrywiaeth o'r glaswelltir i'r graean - anialwch a phaith ddiffeithdir (Ffigur 4f). Gwerthuswyd -amrywiaeth cymunedau microbaidd pridd ym mhob sampl ar y Shannon, Chao 1, Fisher, a gwelwyd mynegeion amrywiaeth rhywogaethau. Roedd mynegeion Shannon, Chao 1, rhywogaethau a arsylwyd, a Fisher yn awgrymu bod - amrywiaeth cymunedau pridd glaswelltir

yn uwch na'r ddwy gymuned ecodeip arall. Roedd canlyniadau'r cromliniau rarefaction (Ffigur S5) yn debyg i'r canlyniadau uchod, ac eithrio YM1 a HJ3. Dangosodd canlyniadau AMOVA (Tabl S3) fod gwahaniaethau sylweddol (p < 0.01)="" ymhlith="" y="" tri="" ecodeip.="" roedd="" canlyniadau'r="" pcoas="" anghyfyngedig="" o="" leiniau="" 2d="" pellter="" unifrac="" heb="" eu="" pwysoli="" (ffigur="" 4g)="" yn="" dangos="" bod="" y="" samplau="" pridd="" o="" ficrobiomau="" bacteriol="" o="" wahanol="" ecodeipiau,="" ac="" eithrio="" ym1="" a="" hj3,="" wedi'u="" clystyru'n="" dda.="" dangosodd="" clystyru="" coed="" amrywiaeth="" pellter="" bray="" yn="" seiliedig="" ar="" ganlyniadau="" algorithm="" clystyru="" sengl="" (ffigur="" 4h)="" o’r="" tri="" ecodeip="" o="" samplau="" pridd="" fod="" y="" samplau="" glaswelltir,="" ac="" eithrio="" ym2,="" wedi’u="" clystyru’n="" agos,="" roedd="" samplau="" pridd="" paith="" yr="" anialwch,="" ac="" eithrio="" ja1,="" wedi’u="" clystyru’n="" agos,="" ac="" roedd="" y="" samplau="" pridd="" graean-anialwch="" wedi'u="" clystyru'n="">

3.4. Microbiom Gwahaniaethol Sgrinio Tri Ecoteip o C. salsa.

Roedd mapiau gwres y cyflenwadau o wahanol fathau o genera (Ffigur 5a) yn dangos bod digonedd genws samplau o'r paith anialwch yn wahanol i samplau o'r ddau ecodeip arall. Fel y dangosir yng nghanlyniadau

LEfSe (Ffigur 5c) ac RF (Ffigur 5d), mae'r map gwres bach ar y dde yn dangos digonedd y nodweddion microbaidd yn y tri ecodeip ar lefel y genws. Mae'r genera sy'n gallu cynrychioli ecoteip paith yr anialwch yn cynnwys Gillisia, Illumatobacter, Salegentibacter, Marinimicrobium, ac ati. Mae Variibacter yn symbolaidd

lefel genws a all gynrychioli'r ecodeip graean-anialwch. Mae'r biofarcwyr yn ecodeip y glaswelltir yn cynnwys Flavisolibacter ac Agromyces. Ar ôl cyfuno canlyniadau'r ddau ddull, dewiswyd 11 biofarcwr (Tabl S4). Mae Ffigur 5b yn dangos y map gwres o'r helaethrwydd o 11 biofarcwr.

3.5. Sgrinio Microbiom Craidd a Swyddogaeth Metabolaidd Rhagfynegiad o'r Tri Ecoteip o C. salsa.

Plotiwyd diagram Venn (Ffigur 5e) ar gyfer yr OTUs a gafwyd o'r holl samplau pridd, a dangosodd y canlyniadau fod y tri ecodeip yn rhannu 1712 OTUs. Mabwysiadwyd y dull dyfalbarhad o'r swyddogaeth graidd yn y pecyn R microbiome i nodi'r microbiome craidd yn y tri ecodeip o C. salsa. Roedd y microbiome bacteriol craidd hwn yn cynnwys chwe OTUs ac yn cyfateb i 19.64 y cant o'r microbiome cyfan. Gydag eithrio genera anniffiniedig a dyblyg, dosbarthwyd yr OTUs hyn yn chwe genera, a lluniwyd eu helaethrwydd mewn map gwres (Ffigur 5f).

Awgrymodd y canlyniadau rhagfynegiad swyddogaethol (Ffigur 6, Ffeil Atodol 2) fod llwybrau metaboledd swyddogaethol microbiomau pridd yn y tri ecoteip o C. salsa yn union yr un fath mewn carbohydrad a bod metaboleddau asid amino yn helaeth ymhlith y llwybrau metabolaidd. Roedd trafnidiaeth bilen a thrawsgludo signalau hefyd yn helaeth wrth brosesu gwybodaeth amgylcheddol.

3.6.Dadansoddiad Cydberthynas rhwng Cymunedau Microbaidd a Newidynnau Biohinsoddol Tri Ecoteip o C. salsa.

Perfformiwyd y dadansoddiad diangen o'r craidd, digonedd microbiome biomarcwr, a newidynnau biohinsoddol ar lefel y genws, a chynhaliwyd ail-ddadansoddiad ar sail effeithiau. Y dehongliad wedi'i addasu o amrywiant oedd 32.5 y cant. Esboniodd dyodiad y chwarter cynhesaf (bio18) 23.9 y cant o gymunedau microbaidd (p=0.07). Roedd cydberthynas gadarnhaol rhwng tymheredd cymedrig y chwarter cynhesaf (bio10) ac amrediad dyddiol cymedrig (bio2) ag Illumatobacter ac yn negyddol gyda Bacillus (Ffigur 7a).

Cynhaliwyd dadansoddiad cydberthynas ar gyfer y craidd, digonedd microbiome biomarcwr, a saith newidyn biohinsoddol. Datgelodd canlyniadau'r rhwydwaith cydberthynas (Ffigur 7b) fod cydberthynas arwyddocaol gadarnhaol rhwng Illumatobacter a Salegentibacter (biomarcwyr yn yr anialwch) â'r amrediad dyddiol cymedrig (bio2) a thymheredd cymedrig y chwarter cynhesaf (bio10) ond yn arwyddocaol negyddol cydberthynas ag uchder ( alt) a dyodiad y chwarter cynhesaf (bio18). I'r gwrthwyneb, roedd cydberthynas gadarnhaol rhwng Agromyces (biomarciwr yn y glaswelltir) ag uchder (alt) a dyodiad y chwarter cynhesaf (bio18) ond roedd cydberthynas negyddol rhyngddo ag amrediad dyddiol cymedrig (bio2) a thymheredd cymedrig y chwarter cynhesaf (bio10). Yn ogystal, roedd cydberthynas negyddol arwyddocaol rhwng Arthrobacter (microbiome craidd) a'r amrediad dyddiol cymedrig (bio2) a thymheredd cymedrig y chwarter cynhesaf (bio10). Roedd cydberthynas gadarnhaol rhwng rwber a dyodiad blynyddol (bio12).