O aquecimento e o aumento da precipitação alteram o ciclo de carbono no solo em uma estepes desértica temperada da Mongólia Interior

Resumo O aquecimento e a precipitação são fatores-chave de mudança global que impulsionam a dinâmica do carbono (C) no solo em ecossistemas terrestres. No entanto, os efeitos do aquecimento e da alteração da precipitação sobre a diversidade microbiana do solo e os genes funcionais envolvidos no ciclo do C no solo permanecem amplamente desconhecidos. Investigamos os efeitos do aquecimento e do aumento da precipitação no ciclo do C no solo em uma estepes desértica temperada da Mongólia Interior usando sequenciamento metagenômico. Descobrimos que o aquecimento reduziu a riqueza vegetal, o índice de Shannon–Wiener e o índice de Simpson. Em contraste, o aumento da precipitação influenciou significativamente os índices de Shannon–Wiener e Simpson. O aquecimento reduziu as espécies microbianas do solo em 5,4%, enquanto o aumento da precipitação e o aquecimento combinado com o aumento da precipitação levaram a um aumento nas espécies microbianas do solo em 23,3% e 2,7%, respectivamente. A abundância relativa de Proteobacteria, que envolvem genes do ciclo do C, aumentou significativamente com o aquecimento e o aumento da precipitação. O aquecimento reduziu significativamente a abundância de GAPDH (ciclo de Calvin) e celF (degradação da celulose), enquanto aumentou a abundância de glxR (degradação da lignina). O aumento da precipitação aumentou significativamente a abundância de pgk (ciclo de Calvin), coxL (oxidação do monóxido de carbono), malZ (degradação do amido) e mttB (produção de metano). Além disso, uma ampla gama de correlações entre as propriedades do solo e os genes funcionais do ciclo do C foi detectada, sugerindo relações sinérgicas e/ou antagônicas sob o cenário de mudança global. Esses resultados podem sugerir que o aquecimento é benéfico para o armazenamento de C no solo, enquanto o aumento da precipitação afeta negativamente o sequestro de C no solo. Essas descobertas fornecem uma nova perspectiva para entender a resposta das comunidades microbianas ao aquecimento e ao aumento da precipitação na estepes desértica temperada.