西北農(nóng)林科技大學(xué)在沙漠“肥島”微生物群落的環(huán)境適應(yīng)策略研究中取得重要進(jìn)展

在沙漠生態(tài)系統(tǒng)中，“肥島”效應(yīng)引起的土壤養(yǎng)分局部富集現(xiàn)象可使土壤微生物形成相應(yīng)的異質(zhì)性分布模式。然而，土壤養(yǎng)分差異驅(qū)動微生物群落分化的機(jī)制尚未得到深入研究。近期，西北農(nóng)林科技大學(xué)生命學(xué)院韋革宏教授團(tuán)隊在國際權(quán)威期刊The ISME Journal上在線發(fā)表題為“Reduced trace gas oxidizers as a response to organic carbon availability linked to oligotrophs in desert fertile islands”的研究論文。文章揭示了土壤微生物通過選擇有機(jī)化合物或無機(jī)微量氣體（H2和CO）作為能源物質(zhì)，從而適應(yīng)“肥島”內(nèi)、外有機(jī)碳水平差異的機(jī)制，同時，分析了不同能量策略微生物類群的生活史特征。

該研究采用宏基因組測序分析、外源有機(jī)碳添加下大氣無機(jī)微量氣體消耗速率的室內(nèi)測定等技術(shù)手段和試驗方法。結(jié)果表明，在土壤有機(jī)碳含量高的“肥島”內(nèi)，大部分微生物主要通過有機(jī)物的代謝獲得能量，這些有機(jī)能源偏好者多為富營養(yǎng)型微生物；在有機(jī)碳含量較低的“肥島”外，通過氧化無機(jī)微量氣體獲得能量的類群比例增加，這些微量氣體利用者多為寡營養(yǎng)型微生物。在群落水平上，微生物通過調(diào)整其能量策略與生活史策略來適應(yīng)土壤有機(jī)碳含量及其生物有效性的變化，該發(fā)現(xiàn)揭示了沙漠土壤微生物空間異質(zhì)性格局形成的新機(jī)制。此外，“肥島”效應(yīng)引起的土壤有機(jī)碳含量異質(zhì)性可能會對沙漠生態(tài)系統(tǒng)的大氣成分和物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

此項研究中，生命學(xué)院博士生李姝玥為論文第一作者，韋革宏教授和陳衛(wèi)民教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金和國家自然科學(xué)基金面上項目的資助。