Despite the important roles of soil microbes, especially the most diverse rare taxa in maintaining community diversity and multifunctionality, how different climate regimes alter the stability and functions of the rare microbial biosphere remains unknown. We reciprocally transplanted field soils across a latitudinal gradient to simulate climate change and sampled the soils annually after harvesting the maize over the following 6 years (from 2005 to 2011). By sequencing microbial 16S ribosomal RNA gene amplicons, we found that changing climate regimes significantly altered the composition and dynamics of soil microbial communities. A continuous succession of the rare and abundant communities was observed. Rare microbial communities were more stable under changing climatic regimes, with lower variations in temporal dynamics, and higher stability and constancy of diversity. More nitrogen cycling genes were detected in the rare members than in the abundant members, including amoA, napA, nifH, nirK, nirS, norB and nrfA. Random forest analysis and receiver operating characteristics analysis showed that rare taxa may act as potential contributors to maize yield under changing climatics. The study indicates that the taxonomically and functionally diverse rare biosphere has the potential to increase functional redundancy and enhance the ability of soil communities to counteract environmental disturbances. With ongoing global climate change, exploring the succession process and functional changes of rare taxa may be important in elucidating the ecosystem stability and multifunctionality that are mediated by microbial communities.

中文翻译：

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气候变化对土壤稀有和丰富微生物分类群的分化策略。

尽管土壤微生物（尤其是最多样化的稀有生物分类群）在维持社区多样性和多功能性方面发挥着重要作用，但不同的气候制度如何改变稀有微生物生物圈的稳定性和功能仍然未知。我们在横向梯度上相互移植田间土壤，以模拟气候变化，并在接下来的6年（2005年至2011年）收获玉米后每年对土壤进行采样。通过对微生物16S核糖体RNA基因扩增子进行测序，我们发现不断变化的气候状况显着改变了土壤微生物群落的组成和动态。观察到稀有和丰富社区的连续演替。在气候变化的条件下，稀有微生物群落更稳定，时间动态变化较小，以及更高的稳定性和稳定性。在稀有成员中检测到的氮循环基因多于丰富成员，包括amoA，napA，nifH，nirK，nirS，norB和nrfA。随机森林分析和接收者操作特征分析表明，在气候变化的情况下，稀有分类单元可能是玉米产量的潜在贡献者。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。在稀有成员中检测到的氮循环基因多于丰富成员，包括amoA，napA，nifH，nirK，nirS，norB和nrfA。随机森林分析和接收者操作特征分析表明，在气候变化的情况下，稀有分类单元可能是玉米产量的潜在贡献者。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。在稀有成员中检测到的氮循环基因多于丰富成员，包括amoA，napA，nifH，nirK，nirS，norB和nrfA。随机森林分析和接收者操作特征分析表明，在气候变化的情况下，稀有分类单元可能是玉米产量的潜在贡献者。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。nirK，nirS，norB和nrfA。随机森林分析和接收者操作特征分析表明，在气候变化的情况下，稀有分类单元可能是玉米产量的潜在贡献者。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。nirK，nirS，norB和nrfA。随机森林分析和接收者操作特征分析表明，在气候变化的情况下，稀有分类单元可能是玉米产量的潜在贡献者。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。研究表明，分类学和功能多样化的稀有生物圈具有增加功能冗余和增强土壤群落抵抗环境干扰的能力的潜力。随着全球气候变化的持续进行，探索稀有分类单元的演替过程和功能变化对于阐明由微生物群落介导的生态系统稳定性和多功能性可能很重要。