We have little information on how and why soil microbial community assembly will respond to predicted increases in aridity by the end of this century. Here, we used correlation networks and structural equation modeling to assess the changes in the abundance of the ecological clusters including potential winner and loser microbial taxa associated with predicted increases in aridity. To do this, we conducted a field survey in an environmental gradient from eastern Australia and obtained information on bacterial and fungal community composition for 120 soil samples and multiple abiotic and biotic factors. Overall, our structural equation model explained 83% of the variance in the two mesic modules. Increases in aridity led to marked shifts in the abundance of the two major microbial modules found in our network, which accounted for >99% of all phylotypes. In particular, the relative abundance of one of these modules, the Mesic Module #1, which was positively related to multiple soil properties and plant productivity, declined strongly with aridity. Conversely, the relative abundance of a second dominant module (Xeric Module #2) was positively correlated with increases in aridity. Our study provides evidence that network analysis is a useful tool to identify microbial taxa that are either winners or losers under increasing aridity and therefore potentially under changing climates. Our work further suggests that climate change, and associated land degradation, could potentially lead to extensive microbial phylotypes exchange and local extinctions, as demonstrated by the reductions of up to 97% in the relative abundance of microbial taxa within Mesic Module #1.

中文翻译：

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干旱的增加导致旱地复杂微生物网络组装的急剧变化

我们几乎没有关于土壤微生物群落组装将如何以及为什么对本世纪末预测的干旱增加做出反应的信息。在这里，我们使用相关网络和结构方程模型来评估生态集群丰度的变化，包括与预测的干旱增加相关的潜在赢家和输家微生物分类群。为此，我们在澳大利亚东部的环境梯度中进行了实地调查，并获得了 120 个土壤样本的细菌和真菌群落组成以及多种非生物和生物因素的信息。总体而言，我们的结构方程模型解释了两个中间模块中 83% 的方差。干旱的增加导致我们网络中发现的两个主要微生物模块的丰度发生显着变化，这占 > 所有系统发育型的 99%。特别是，这些模块之一的相对丰度，即与多种土壤特性和植物生产力呈正相关的 Mesic 模块 #1，随着干旱急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。特别是，这些模块之一的相对丰度，即与多种土壤特性和植物生产力呈正相关的 Mesic 模块 #1，随着干旱急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。特别是，这些模块之一的相对丰度，即与多种土壤特性和植物生产力呈正相关的 Mesic 模块 #1，随着干旱急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。这些模块之一的相对丰度，即 Mesic 模块 #1，与多种土壤特性和植物生产力呈正相关，随着干旱而急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。这些模块之一的相对丰度，即 Mesic 模块 #1，与多种土壤特性和植物生产力呈正相关，随着干旱而急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。与多种土壤性质和植物生产力呈正相关，随着干旱而急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。与多种土壤性质和植物生产力呈正相关，随着干旱而急剧下降。相反，第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。第二个主要模块（Xeric Module #2）的相对丰度与干旱的增加呈正相关。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。我们的研究提供的证据表明，网络分析是一种有用的工具，可用于识别在日益干旱并因此可能在不断变化的气候下成为赢家或输家的微生物类群。我们的工作进一步表明，气候变化和相关的土地退化可能会导致广泛的微生物系统发育交换和局部灭绝，正如 Mesic 模块 #1 中微生物类群的相对丰度减少高达 97% 所证明的那样。