国科大博士生导师姚槐应团队在固氮微生物群落组装过程和活性的研究中取得进展

  • 文/图 姚槐应团队 (中国科学院城市环境研究所)
  • 创建于 2021-04-26
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  近日,城市环境研究所姚槐应团队利用15N同位素标记方法和高通量测序的方法,研究了地理因素和施肥策略对固氮微生物群落的组装过程机制的影响,不仅为农业生产提供理论支撑,也为微生物生态学研究提供理论参考。相关结果以The geographical scale dependence of diazotroph assembly and activity: effect of a decade fertilization为题,发表在 Geoderma上。孟祥天博士研究生为第一作者,姚槐应研究员为通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划,国家自然科学基金和宁波市科技局资助。 

地理因素和施肥策略对固氮微生物群落的组装过程机制示意图

  生物固氮是陆地生态系统N循环中最重要的部分之一,该过程主要由土壤固氮微生物参与完成。然而目前缺少关于固氮微生物群落组装过程和活性对地理因素和施肥策略响应的研究。因此,我们选择了大陆范围内较大地理尺度(约3500公里)的9个农业生态实验点,结合同位素标记技术和高通量测序方法,研究了固氮微生物群落组装过程,距离衰减模式和氮气固定活性对地理因素和长期不同施肥策略的响应。结果表明,地理因素(位置和气候)和施肥共同驱动了固氮微生物群落的组装过程并决定固氮微生物的活性。固氮微生物群落的组装过程在较大的地理尺度和不同施肥策略下同时受到随机过程(~36.2%)和确定性过程(~63.8%)的影响。施肥增加了确定性过程的比例。固氮速率主要由地理位置决定。施肥改变了固氮速率,但并不总是抑制固氮活性。地理因素通过决定重固氮微生物群落组成和土壤性质间接地影响了组装过程和固氮速率。其中pH是关键因素,与固氮微生物群落的组装过程呈线性相关,而固氮速率在接近中性的pH达到峰值。这些结果阐明了土壤固氮微生物组装过程和活性受地理因素和施肥影响的机制。为微生物生态学研究提供了理论参考。 

  论文链接:The geographical scale dependence of diazotroph assembly and activity: Effect of a decade fertilization

责任编辑:张婧睿