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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
【字体: 大 中 小 】 时间:2024年09月06日 来源:中国科学院成都生物研究所
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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
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