宏基因组氮循环研究| SOIL BIOL BIOCHEM:蘑菇圈真菌在加速氮循环以提高草原植物生产力中的作用

文摘   2024-10-15 07:00   瑞士  

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编译:贾蓉

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文章信息

原名:Discovering the role of fairy ring fungi in accelerating nitrogen cycling to promote plant productivity in grasslands

期刊:Soil Biology and Biochemistry

2023年影响因子:9.8

在线发表时间:2024.09.16

通讯作者:杨高文教授张英俊教授

第一单位:中国农业大学草业科学与技术学院

文章亮点

蘑菇环真菌驱动土壤中可利用氮的动态变化,从而提升植物的生产力

蘑菇环真菌的存在加速了有机氮的矿化和硝化作用,积累了可利用的氮

蘑菇环真菌在一定时期内主导了土壤真菌群落,并对微生物功能产生了显著影响





文章摘要



研究背景



    土壤微生物在提供植物可利用养分方面起着关键作用,这对生态系统功能和植物生产力至关重要。蘑菇圈在草原上广泛存在,并伴随着繁茂的深绿色植被带。这一神秘现象是由蘑菇圈真菌扩展导致土壤中可利用氮(N)含量增加引起的。然而,人们对蘑菇圈真菌如何提高土壤可利用氮浓度知之甚少。


研究方案



    作者对温带草原中的35个蘑菇圈进行了调查,利用扩增子测序和宏基因组测序揭示蘑菇圈真菌在调节土壤微生物和氮循环中的作用。

研究结果



    蘑菇圈真菌的存在通过促进胞外酶(β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶)的活性加速了有机氮的矿化,导致铵态氮增加了455%。这一过程进一步刺激了硝化作用,有利于氨氧化古菌,增加了硝态氮的浓度。同时,硝态氮的增加并没有促进反硝化作用或增加氮流失的潜在风险。此外,其他腐生和共生真菌的相对丰度显著减少,但这些变化并未影响参与氮矿化的胞外酶活性。

    结果表明,蘑菇圈真菌可以作为生态系统工程物种,通过驱动土壤氮循环来形成蘑菇圈,而无需其他腐生菌和共生菌功能群的参与,从而提高植物生产力。因此,由于其更强的氮活化能力,蘑菇圈真菌在植物生产和可持续农业发展中具有巨大的应用潜力。



原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071724002840


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