河南封丘农田生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告封丘站研究揭示秸秆降解细菌群落物种和功能演替规律及群落构建机制
作者: 封丘站 更新时间: 2021-03-02
秸秆是农田生态系统重要的有机资源，土壤微生物是其降解的主要驱动力。揭示了秸秆降解细菌群落物种和功能演替规律：现有研究结果表明秸秆降解不同时段微生物群落有明显的演替现象，且不同土壤环境中秸秆降解微生物类群不同。冯有智研究员课题组通过秸秆田间原位埋袋降解和室内DNA稳定性同位素标记（DNA-SIP）实验，结果表明虽然站点间参与秸秆降解的细菌物种表现出较大的空间可变性，但是相关功能基因集变异性较低。该结果表明功能层面的认知将会更有助于统一大尺度下秸秆降解的微生物学过程，以及从功能层面统一调控秸秆的降解过程。除了传统秸秆降解细菌类群参与秸秆降解外，还发现了多种间接参与的细菌也能间接参与秸秆降解。该结果表明秸秆降解微生物是集团化作业，不仅要重视主导微生物，还需要关注辅助型物种。上述主要结果发表在Biology and Fertility of Soils (Bao, et al, 2020, 56:869–874)。
图1 区域尺度下秸秆降解微生物物种和功能分布
揭示了秸秆降解细菌群落构建机制：冯有智研究团队利用生态零模型，分别研究了多个站点细菌群落构建机制，结果表明秸秆降解细菌群落构建过程受到秸秆化学成分控制：“异质性选择”筛选了土壤中部分细菌参与秸秆降解；“匀质性选择”决定了各秸秆降解时间段内细菌群落组成；“生态漂变”赋予了整个降解时间段内群落组成一定的随机性。受到秸秆化学性质控制的群落构建过程塑造了群落组成进而间接影响秸秆降解。该结果表明区域尺度下水稻土秸秆降解细菌群落的形成和演替具有高度的内在一致性。相关成果发表在Soil Biology and Biochemistry (Bao, et al., 2020, 148:107866)。
图2 秸秆降解细菌群落构建过程
文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-020-01455-y
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071720301632