質體基因組多樣性演化，提供土壤碳動態新視角

近日，中科院植物研究所研究員楊元合團隊以青藏高原高寒草原生態系統為研究對象，依托野外長期氮添加控制實驗平臺，結合18O-DNA標記、高通量測序等技術揭示了氮添加影響土壤微生物CUE的新機制。相關研究成果發表于《全球變化生物學》。

工業革命以來，化石燃料燃燒和農業化肥使用等人類活動導致大氣氮沉降增加。持續的氮輸入會顯著改變陸地生態系統結構和功能。作為表征微生物生理代謝的重要指標，土壤微生物碳利用效率（CUE）決定著微生物將吸收的碳分配至其生長和呼吸的比例，在很大程度上調控著氮輸入背景下的土壤碳固持與分解過程。因此，闡明土壤微生物CUE對氮富集的響應機制是準確預測氮輸入背景下土壤碳動態的前提。以往的研究主要關注氮輸入引起的土壤酸化和微生物養分限制對CUE的影響，尚不清楚土壤礦物保護及其調節的土壤碳可獲取性的作用。

在這項研究中，研究人員發現，礦物保護作用減弱引起的土壤碳可獲取性增加是導致氮輸入背景下微生物CUE增加的關鍵途徑。這一發現并不支持“微生物養分限制緩解和土壤酸化導致土壤微生物CUE變化”的傳統認識。通過進一步研究，他們發現礦物保護作用的減弱與植物多樣性下降、真菌群落組成變化以及土壤草酸含量的增加有關。

該研究揭示了氮輸入通過改變植物-微生物-礦物交互作用調控土壤微生物生理代謝過程的新機制，為準確理解氮富集背景下的土壤碳動態提供了新視角。