成都生物所尹华军研究团队在高寒针叶林根际土壤微生物资源限制研究中获新进展

文摘 2024-09-07 07:57 广东

来源：生态与地理速报（2024年9月6日）

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

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