成都生物所在高寒针叶林根际土壤微生物资源限制研究中获新进展

　　

土壤微生物资源限制深刻调控植物-微生物相互作用（竞争 vs. 合作），也影响生态系统对环境变化的响应。虽然土壤是陆地生态系统最大碳库，但由于大部分土壤碳化学稳定且受矿物保护，加之土壤微生物碳利用效率较低，土壤微生物活性仍然可能受到碳限制。与这一推论一致，大量实证研究表明非根际土壤微生物主要受碳而非矿质养分限制。然而，根际作为独特的微生物热点区存在比非根际更强的活性碳源输入，其微生物资源限制类别和程度尚不清楚。

基于此，中国科学院成都生物研究所尹华军研究团队以四川米亚罗3个典型的人工云杉（Picea asperata）林为试验对象，采用全因子养分添加实验结合18O-DNA标记方法，分别向吸收根、运输根根际土壤以及非根际土壤中添加碳、氮、磷及其组合，通过评估微生物在资源添加后的生长和呼吸反应，探究了根际和非根际土壤微生物的资源限制特征。研究结果表明：Ⅰ）加入碳后，根际土壤微生物的生长速率和呼吸速率分别平均提高了1.2倍和10.3倍，表明其合成与分解代谢过程均存在碳限制。Ⅱ）添加营养物质对根际土壤微生物促进作用较弱，或仅在碳限制缓解后得以显现，表明矿质养分是共同或次要的限制性资源。Ⅲ）在吸收根和运输根根际土壤之间，以及根际和非根际土壤之间，微生物资源限制的类别和程度基本一致。综上，本结果为根际土壤微生物存在碳限制提供了直接证据。

图1根际和非根际土壤微生物生长速率的碳和养分限制特征

图2根际和非根际土壤微生物呼吸速率的碳和养分限制特征

图3根际和非根际土壤中微生物的碳吸收速率（a）和供给特征（b）

上述研究结果于2024年9月以“Full-factorial resource amendment experiments reveal carbon limitation of rhizosphere microbes in alpine coniferous forests”为题，在线发表于国际土壤科学一区TOP期刊《Biology and Fertility of Soils》上。成都生物研究所副研究员王吉鹏为第一作者，尹华军研究员为通讯作者，根际生态过程与功能调控创新团队李敏、汪其同、王敦刚、张佩佩、李娜，西北工业大学张子良教授参与了该项工作。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院“西部之光”交叉团队项目、西藏自治区科技计划项目和四川省自然科学基金的联合资助。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-024-01860-7