研讨解析高CO2浓度前提下介入年夜豆光合碳转化和残体降解的细菌群落构造变更特点

年夜气二氧化碳（CO2）浓度降低可增进植物的光协作用进程，改动植物光合碳向泥土中释放的质和量，进而明显地影响海洋生态零碎的碳储量。光合碳进入泥土后经泥土微生物门路向分歧偏向转化，是以，微生物对植物光合碳向海洋生态零碎碳分派具有主要感化。解析高CO2前提下介入光合碳转化的微生物群落特点是明白将来气象变更与泥土碳转化关系的焦点地点。另一方面，CO2浓度降低会改动植物残体内物资构成（例如C/N、纤维素、木质素等含量），而介入降解植物残体的微生物运动受残体性质的影响很年夜，然则关于年夜气CO2浓度降低前提下介入作物残体降解的微生物特点尚不明白。为此，中国迷信院西南地舆与农业生态研讨所农田分子生态学科组博士王艳红、副研讨员于镇华和研讨员金剑等研讨采取13C波动同位素示踪技巧联合Illumina高通量测序技巧解析了分歧CO2浓度前提下（正常CO2浓度和高CO2浓度）介入年夜豆光合碳转化的根际细菌群落构造特点；经过研讨作物成熟后的秸秆在泥土中的分化转化，明白了介入植物残体降解相干的群落构造静态变更进程。介入年夜豆光合碳转化的细菌研讨成果标明，与正常CO2浓度前提比拟，高CO2浓度明显下降了（p 0.05）介入13C代谢的细菌群落丰厚度和多样性。CO2浓度降低下降了包含Pseudarthrobacter等在内的10个属的细菌绝对品貌，这些微生物次要是疾速发展型细菌而且对活性碳源敏理性高。同时，CO2浓度降低安慰了包含Novosphingobium等在内的5个属的细菌发展，这些细菌具有异化庞杂或惰性碳组分的功效（图1）。上述成果标明，CO2浓度降低惹起的非活性碳源在根际堆积物中的添加，可进步介入代谢光合碳的数目，能够在将来高CO2浓度前提下成为调理泥土碳轮回的主要机理之一。介入植物残体转化的细菌研讨成果标明，在全部培育时代，泥土全体的细菌群落构造在两个分歧CO2浓度残体添加的泥土处置中均无明显差别（图2），然则介入分歧CO2浓度年夜豆残体代谢的微生物群落构造在培育后的第28天呈现了明显的差别（图3），包含Actinomadura在内的4个属是介入残体代谢的次要细菌，个中Actinomadura、Nocardia和Shimazuella在正常CO2浓度残体添加的泥土处置中比高CO2浓度残体添加的泥土处置平分别明显凌驾118–144%、71–113%和2–4倍。而Nonomuraea属的细菌绝对品貌在高CO2浓度残体添加的泥土处置中比正常CO2浓度残体添加的泥土处置明显凌驾87–90%。上述成果标明，在高CO2浓度前提下，趋势于代谢难降解的碳源，这能够与高CO2浓度前提下发生的残体化学构成变更相干。研讨成果将对评价年夜气CO2浓度降低影响农田黑土无机碳堆积供给实际参考。此系列研讨任务获得中科院百人筹划、国度重点研发筹划（2017YFD0300300）和国度天然迷信基金（41771326、41271261）的赞助。(100yiyao.com）