Abundance and composition dynamics of soil ammonia-oxidizing archaea in an alpine fir forest on the eastern Tibetan Plateau of China.

TIBETAN Plateau; CHINA

Real-time qPCR and clone library sequencing targeting amoA genes were used to investigate the seasonal dynamics of an ammonia-oxidizing archaea (AOA) community in an alpine fir forest in western China. AOA were detected at all sampling dates, and there were significant variations in archaeal amoA gene copy numbers (7.63 × 105 to 8.35 × 108 per gram of dry soil) throughout the nongrowing season. Compared with ammonia-oxidizing bacteria (AOB), the AOA displayed a higher abundance on the majority of sampling dates during the freeze-thaw period. All of the AOA sequences fell within soil and sediment lineages and were affiliated with 7 clusters. Compared with the other clusters, cluster 1 was more sensitive to low temperature and was the dominant group in August. In contrast, cluster 3 dominated the AOA community in winter and probably represents a group of cold-adapted archaea. Redundancy analysis (RDA) revealed that the seasonality of the AOA community was mainly attributed to changes in soil temperature and nutrient availability (e.g., dissolved organic nitrogen and carbon). Our results indicate that AOA exist in frozen soils in the alpine coniferous forest ecosystem of the eastern Tibetan Plateau. Moreover, soil temperature may directly and (or) indirectly affect AOA abundance and composition and may further influence the soil N cycle during the winter. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Une qPCR en temps réel et le séquençage d'une banque de clones ciblant les gènes amoA ont été utilisés pour explorer la dynamique saisonnière d'une communauté d'archées oxydant l'ammoniac (AOA) d'une forêt alpine de sapins de l'ouest de la Chine. Des AOA ont été détectées lors de chaque échantillonnage, et des variations significatives du nombre de copies du gène amoA des archées (7,63 × 105 à 8,35 × 108 par gramme de sol sec) ont été observées tout au long de la saison de latence. Comparativement aux bactéries oxydant l'ammoniac (BOA), les AOA étaient plus abondantes à la majorité des dates d'échantillonnage lors de la période du gel-dégel. Toutes les séquences d'AOA se trouvaient à l'intérieur des lignages du sol et des sédiments et elles étaient affiliées à 7 grappes. Comparativement aux autres grappes, la grappe 1 était plus sensible aux températures froides et constituait le groupe dominant en août. En contraire, la grappe 3 dominait la communauté des AOA en hiver et représente probablement un groupe d'archées adaptées au froid. Une analyse de redondance a révélé que la saisonnalité de la communauté d'AOA était principalement attribuée à des changements de la température du sol et de la disponibilité des nutriments (par ex. l'azote et le carbone organiques dissouts). Nos résultats indiquent que les AOA existent dans les sols gelés de l'écosystème forestier alpin de conifères de l'est du Plateau Tibétain. De plus, la température du sol peut affecter directement ou indirectement l'abondance et la composition des AOA, et peut de plus influencer le cycle de l'azote du sol durant l'hiver. [ABSTRACT FROM AUTHOR]