研究成果|SBB：不同植物源有机碳驱动的微生物类群及其代谢的转变

主要观点总结

本研究探究了土壤细菌从单一秸秆或者根际沉积物到同时含有两者的碳源体系的群落演替，揭示了不同植物碳源利用者的差异物种及其碳代谢特征。通过13C平行实验设计耦合DNA-SIP、宏基因组技术等方法，发现根际沉积物和秸秆利用者的细菌群落组成和代谢策略存在显著差别。根际沉积物的加入不仅改变了秸秆碳利用者的群落组成，还引发了其代谢功能的转变，从分解顽固木质素的K策略型微生物转变为分解易于利用多糖的r策略型微生物，导致秸秆的矿化量降低，土壤固碳效应增加。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及目的

随着植物来源的有机物质成为土壤有机碳库的主要来源，探究土壤细菌如何利用不同植物碳源（如根际沉积物和秸秆）变得至关重要。本研究旨在通过一系列实验揭示这一过程的细节和机制。

关键观点2: 研究方法与成果

研究采用了创新的实验设计，包括13C平行实验设计、DNA-SIP技术和宏基因组技术，成功区分了在不同碳源中起作用的微生物类群。发现了利用根际沉积物和秸秆的细菌群落组成和代谢特征存在显著差异，根际沉积物的加入会引发微生物群落和代谢功能的转变。

关键观点3: 研究结果的重点

研究发现，根际沉积物的细菌群落组成（如变形菌门）与参与秸秆利用的物种（如厚壁菌门）显著不同。植物的根际沉积物输入不仅改变了秸秆碳利用者的群落组成，还引发了其代谢策略的转变，从K策略型微生物转变为r策略型微生物，影响秸秆的矿化量和土壤的固碳效应。

关键观点4: 研究的价值与意义

本研究揭示了不同植物碳源利用者的差异物种及其碳代谢特征，加深了对土壤微生物适应不同碳源的理解。这对预测和管理土壤有机碳的动态变化，以及全球碳循环的研究具有重要价值。

文章预览

写在前面 植物来源的有机物质是土壤有机碳库的主要来源，植物通过根际沉积物（“绿色”途径）和植物秸秆（“棕色”途径）将光合同化碳输入土壤，调控土壤微生物群落结构并驱动土壤有机碳转化过程。不过，在同时含有根际沉积物和秸秆的土壤体系中，参与根际沉积物或/和秸秆碳的关键细菌类型及其代谢方式尚不清楚。此前，浙江大学罗煜等在国家自然科学基金资助下，通过 13 C平行实验设计耦合 DNA-SIP 成功区分出利用根系分泌物和秸秆的关键微生物群。研究成果以题为 “Succession of the soil bacterial community as resource utilization shifts from plant residues to rhizodeposits” 发表在 Soil Biology and Biochemistry  (172: 108778)。 在此方法基础上，罗煜等进一步设计不同碳源组合的体系探究了土壤细菌从单一秸秆或者根际沉积物到同时含有根际沉积物和秸秆碳源体系的 ………………………………