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植物所科研人员在土壤细菌群落多样性和酶动力学过程的研究方面取得新进展

2020-08-10

  人类活动导致的氮沉降上升严重威胁着全球陆地生态系统生物多样性。土壤细菌群落多样性占陆地生物多样性的很大份额,关于调理陆地生物地球化学循环和生态系统功用至关重要。已有研讨发现土壤细菌群落多样性和结构受植物群落的影响,但不确认土壤细菌对氮沉降的呼应是否与地上植物群落的呼应一起。因而,讨论土壤细菌和植物群落对氮沉降呼应的异同及互作机制对猜测未来氮富集布景下植物与微生物之间的相互作用具有重要的科学含义。 

  中科院植物所刘玲莉研讨组根据内蒙古温带草原多水平氮素添加试验渠道,选用高通量测序和整合分析等办法,研讨了草地土壤细菌和地上植物群落关于外源氮输入的呼应。研讨发现,跟着外源氮输入的添加,植物多样性呈线性下降。但是,细菌多样性对氮输入呈非线性呼应,当氮输入量超越32 g N m-2 y-1,细菌多样性急剧下降,群落结构产生明显改动。结合同一研讨区域中的4个多梯度氮添加试验的整合分析,进一步证明了细菌多样性对氮输入的非线性呼应和阈值。研讨人员分析发现,氮沉降下土壤细菌多样性和群落结构产生改动的机理不同。细菌多样性的损失首要归因于土壤pH值下降,而细菌群落结构改动则由可利用氮添加、土壤酸化和植物群落改动一起调控,细菌群落由贫养分菌群向富养分菌群改变。该研讨证明了植物群落和土壤细菌群落对氮富集的不同呼应,初次发现了土壤细菌多样性和群落组成对外源氮输入水平存在的阈值,为深化了解氮沉降下植物-微生物相互作用供给了新的知道。 

  此外,研讨人员经过分析土壤微生物水解和氧化酶的动力学进程参数VmaxKm,发现外源氮输入下微生物呼吸下降由β-葡萄糖苷酶的VmaxKm的下降直接调控。该效果否定了“氮沉降经过按捺酚氧化酶而减缓陆地生态系统土壤有机碳分化”的传统认知,为分析土壤有机碳分化的微生物调控进程供给了新视角。 

  以上两项效果别离宣布在世界学术期刊EcologySoil Biology and Biochemistry上。刘卫星副研讨员为论文榜首作者,刘玲莉研讨员为通讯作者。该研讨得到了国家重点研制方案、国家自然科学基金等项目的联合赞助。 

  文章链接: 

  https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ecy.3053 

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071719303207 

                              (植被生态试验室供稿) 

  

  1,土壤细菌多样性对氮输入的呼应 

   

  2,细菌群落组成对氮输入呼应的调控机制 



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