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唐朝著名诗人王昌龄在《从军行七首》中写道“大漠风尘日色昏”，形象地描述了我国西北地区的自然环境。在生命的禁区，却总会出现生命的奇迹。中国第四大沙漠——腾格里沙漠的东南缘，广泛分布着不同类型的生物土壤结皮（Biological Soil Crusts，BSCs），这些顽强的生命共同体给予了沙漠结实的外衣，阻止了飞沙走石，也证明了生命的顽强力量。

生物土壤结皮是干旱半干旱荒漠地表景观的重要组成部分，由隐花植物如蓝细菌、绿藻、硅藻、地衣、苔藓和土壤中微生物以及其他相关生物体通过菌丝体、假根和分泌物等与土壤表层颗粒胶结形成十分复杂的有机复合体。随着结皮的发育演替，结皮中生物群落结构不断变化，能够显著改善干旱、半干旱环境中表层土壤的物理属性。

宏基因组技术基于环境样品中所有微生物的DNA 来获得微生物群落遗传信息, 可以更好地描述环境中微生物群落的生态功能。借助生物信息学分析软件和蛋白质数据库，可以预测分析蛋白质序列并注释蛋白质功能，分析潜在的基因功能。

本文借助宏基因组学技术，以腾格里沙漠东南缘广泛分布的生物土壤结皮优势组分藓类结皮土壤中微生物基因组DNA为研究对象。结果表明，藓结皮土壤中细菌域微生物最多，其次为古生菌域和真核生物域。在细菌域中，放线菌门数量最多，其次是变形菌门和蓝细菌门。基于eggNOG和KEGG数据库对构建的非冗余基因集进行功能预测，藓结皮土壤中基因多样性和代谢路径多样性高。藓结皮土壤中与固氮相关的代谢通路丰度低可能是藓结皮固氮量微弱的根本原因，造成利用大气中氮气合成氨的生态功能减弱。而藓结皮已经形成的氮库主要通过硝酸盐还原途径将硝酸盐还原成铵盐，可能用于藓结皮微生物组自身的氨基酸合成，也可能为藓类植物的生长提供有效氮源。

风沙危害留下的痕迹

藓结皮的真实面貌

藓结皮阻止了飞沙走石，迎来了新的生命