Published May 2, 2023
| Version v1
Publication
Open
The soil microbiomes of forest ecosystems in Kenya: their diversity and environmental drivers
Creators
- 1. Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology
- 2. International Centre of Insect Physiology and Ecology
- 3. University of Pretoria
- 4. International Livestock Research Institute
Description
Soil microbiomes in forest ecosystems act as both nutrient sources and sinks through a range of processes including organic matter decomposition, nutrient cycling, and humic compound incorporation into the soil. Most forest soil microbial diversity studies have been performed in the northern hemisphere, and very little has been done in forests within African continent. This study examined the composition, diversity and distribution of prokaryotes in Kenyan forests top soils using amplicon sequencing of V4-V5 hypervariable region of the 16S rRNA gene. Additionally, soil physicochemical characteristics were measured to identify abiotic drivers of prokaryotic distribution. Different forest soils were found to have statistically distinct microbiome compositions, with Proteobacteria and Crenarchaeota taxa being the most differentially abundant across regions within bacterial and archaeal phyla, respectively. Key bacterial community drivers included pH, Ca, K, Fe, and total N while archaeal diversity was shaped by Na, pH, Ca, total P and total N. To contextualize the prokaryote diversity of Kenyan forest soils on a global scale, the sample set was compared to amplicon data obtained from forest biomes across the globe; displaying them to harbor distinct microbiomes with an over-representation of uncultured taxa such as TK-10 and Ellin6067 genera.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعمل ميكروبات التربة في النظم الإيكولوجية للغابات كمصادر مغذيات ومصارف من خلال مجموعة من العمليات بما في ذلك تحلل المواد العضوية، وتدوير المغذيات، وإدماج المركب الدبالي في التربة. تم إجراء معظم دراسات التنوع الميكروبي للتربة الحرجية في نصف الكرة الشمالي، ولم يتم القيام إلا بالقليل جدًا في الغابات داخل القارة الأفريقية. درست هذه الدراسة تكوين وتنوع وتوزيع بدائيات النوى في التربة العليا للغابات الكينية باستخدام تسلسل الأمبليكون لمنطقة V4 - V5 شديدة المتغير من جين 16S rRNA. بالإضافة إلى ذلك، تم قياس الخصائص الفيزيائية الكيميائية للتربة لتحديد المحركات اللاأحيائية لتوزيع بدائيات النوى. تم العثور على تربة حرجية مختلفة لها تركيبات ميكروبيوم متميزة إحصائيًا، مع بروتيوباكتريا وأصناف كرينارشيوتا كونها الأكثر وفرة بشكل تفاضلي عبر المناطق داخل الشعيرات البكتيرية والعتيقة، على التوالي. وشملت الدوافع المجتمعية البكتيرية الرئيسية الأس الهيدروجيني، والكالسيوم، والكالسيوم، والحديد، والحديد، وإجمالي النيتروجين، بينما تم تشكيل التنوع العتيق بواسطة الصوديوم، والرقم الهيدروجيني، والكالسيوم، وإجمالي النيتروجين. ولوضع سياق تنوع بدائيات النوى في تربة الغابات الكينية على نطاق عالمي، تمت مقارنة مجموعة العينات ببيانات الأمبليكون التي تم الحصول عليها من المناطق الأحيائية للغابات في جميع أنحاء العالم ؛ وعرضها لإيواء ميكروبات متميزة مع تمثيل مفرط للأصناف غير المستزرعة مثل TK -10 و Ellin6067.Translated Description (French)
Les microbiomes du sol dans les écosystèmes forestiers agissent à la fois comme des sources et des puits de nutriments par le biais d'une gamme de processus, y compris la décomposition de la matière organique, le cycle des nutriments et l'incorporation de composés humiques dans le sol. La plupart des études sur la diversité microbienne des sols forestiers ont été réalisées dans l'hémisphère nord, et très peu a été fait dans les forêts du continent africain. Cette étude a examiné la composition, la diversité et la distribution des procaryotes dans les sols supérieurs des forêts kenyanes en utilisant le séquençage de l'amplicon de la région hypervariable V4-V5 du gène de l'ARNr 16S. De plus, les caractéristiques physico-chimiques du sol ont été mesurées pour identifier les facteurs abiotiques de la distribution procaryote. Différents sols forestiers ont été trouvés pour avoir des compositions de microbiome statistiquement distinctes, les taxons Proteobacteria et Crenarchaeota étant les plus abondants de manière différentielle entre les régions au sein des phylums bactériens et archéens, respectivement. Les principaux facteurs de la communauté bactérienne comprenaient le pH, le Ca, le K, le Fe et l'azote total, tandis que la diversité archéale était façonnée par le Na, le pH, le Ca, le P total et le N. Pour contextualiser la diversité procaryote des sols forestiers kenyans à l'échelle mondiale, l'ensemble d'échantillons a été comparé aux données d'amplicon obtenues à partir des biomes forestiers à travers le monde ; les montrant pour héberger des microbiomes distincts avec une surreprésentation de taxons non cultivés tels que les genres TK-10 et Ellin6067.Translated Description (Spanish)
Los microbiomas del suelo en los ecosistemas forestales actúan como fuentes y sumideros de nutrientes a través de una variedad de procesos que incluyen la descomposición de la materia orgánica, el ciclo de nutrientes y la incorporación de compuestos húmicos en el suelo. La mayoría de los estudios de diversidad microbiana del suelo forestal se han realizado en el hemisferio norte, y muy poco se ha hecho en los bosques del continente africano. Este estudio examinó la composición, diversidad y distribución de procariotas en los suelos superiores de los bosques de Kenia utilizando la secuenciación de amplicones de la región hipervariable V4-V5 del gen ARNr 16S. Además, se midieron las características fisicoquímicas del suelo para identificar los impulsores abióticos de la distribución procariota. Se encontró que los diferentes suelos forestales tienen composiciones de microbiomas estadísticamente distintas, siendo Proteobacteria y Crenarchaeota los taxones más abundantes en las regiones dentro de los filos bacterianos y arqueales, respectivamente. Los impulsores clave de la comunidad bacteriana incluyeron pH, Ca, K, Fe y N total, mientras que la diversidad de arqueas fue moldeada por Na, pH, Ca, P total y N. Para contextualizar la diversidad procariota de los suelos forestales de Kenia a escala global, el conjunto de muestras se comparó con los datos de amplicones obtenidos de biomas forestales de todo el mundo; mostrándolos para albergar microbiomas distintos con una sobrerrepresentación de taxones no cultivados como los géneros TK-10 y Ellin6067.Files
s41598-023-33993-4.pdf.pdf
Files
(4.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:55845c659ea6cd50a8dc2bbf5c01324a
|
4.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ميكروبيوم التربة للنظم الإيكولوجية للغابات في كينيا: تنوعها ودوافعها البيئية
- Translated title (French)
- Les microbiomes des sols des écosystèmes forestiers au Kenya : leur diversité et les facteurs environnementaux
- Translated title (Spanish)
- Los microbiomas del suelo de los ecosistemas forestales en Kenia: su diversidad e impulsores ambientales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4367693868
- DOI
- 10.1038/s41598-023-33993-4
References
- https://openalex.org/W129310517
- https://openalex.org/W1972978214
- https://openalex.org/W1994014807
- https://openalex.org/W1998025025
- https://openalex.org/W2002709469
- https://openalex.org/W2031611770
- https://openalex.org/W2041282815
- https://openalex.org/W2046953590
- https://openalex.org/W2056279562
- https://openalex.org/W2070444318
- https://openalex.org/W2081819300
- https://openalex.org/W2105841516
- https://openalex.org/W2127602818
- https://openalex.org/W2133856765
- https://openalex.org/W2134034776
- https://openalex.org/W2147618390
- https://openalex.org/W2149421543
- https://openalex.org/W2162348455
- https://openalex.org/W2166171121
- https://openalex.org/W2171783890
- https://openalex.org/W2401404581
- https://openalex.org/W2605726625
- https://openalex.org/W2748607273
- https://openalex.org/W2748747264
- https://openalex.org/W2790128057
- https://openalex.org/W2795200507
- https://openalex.org/W2795397536
- https://openalex.org/W2809920142
- https://openalex.org/W2885094215
- https://openalex.org/W2886861276
- https://openalex.org/W2895148275
- https://openalex.org/W2944021648
- https://openalex.org/W2945213197
- https://openalex.org/W2963276645
- https://openalex.org/W2966024938
- https://openalex.org/W2985267253
- https://openalex.org/W3033988100
- https://openalex.org/W3048503032
- https://openalex.org/W3049200465
- https://openalex.org/W3080200350
- https://openalex.org/W3097587743
- https://openalex.org/W3161330445
- https://openalex.org/W4200039891
- https://openalex.org/W4214524557
- https://openalex.org/W4243235940
- https://openalex.org/W4252684946
- https://openalex.org/W4283721142
- https://openalex.org/W4292693899
- https://openalex.org/W4299503428
- https://openalex.org/W4362223627