宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站
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沙坡头固沙植被生物土壤结皮演替过程中微生物群落功能基因结构和代谢潜力变化的研究
作者: 沙坡头站 更新时间: 2018-08-23

地学期刊近日发表了中国科学院沙坡头沙漠试验研究站的研究成果Changes in functional gene structure and metabolic potential of the microbial community in biological soil crusts along a revegetation chronosequence in the Tengger Desert”。分析了多年演替过程中沙坡头人工固沙植被生物土壤结皮微生物群落功能基因结构及其代谢潜力的变化特征。 生物土壤结皮是由隐花植物如蓝藻、地衣、苔藓和其他微生物与土壤表层颗粒胶结而成的干旱区耐旱生物垫,是荒漠系统地表景观的重要组成之一。同时,生物土壤结皮也是退化植被恢复的先锋,通过其微生物群落的代谢活动而成为干旱地区的重要组织。此前,关于生物土壤结皮微生物仅限于群落组成结构特征的研究,而对参与生物地化循环过程的微生物代谢潜力缺少研究,因而难以准确评估生物土壤结皮演替过程对荒漠系统生物地化循环的贡献。本文利用功能基因芯片()技术回答以下问题:微生物群落功能基因结构随着生物土壤结皮的演替如何变化;参与碳氮循环过程的微生物功能基因如何变化,及其变化是否促进了演替过程中微生物的代谢潜力。 研究结果显示:生物结皮发育过程中,微生物功能基因丰度与微生物组分密切相关;发育年的结皮,其微生物功能基因丰度明显高于其他年限较短的;分析表明真菌和苔藓的丰度以及土壤理化性质是演替过程中功能基因结构变化的主要决定因子;参与碳氮循环过程的主要功能基因为碳降解和反硝化作用的基因,二者都与演替后期真菌丰度的增加有关;且发育年结皮的碳氮循环基因丰度的增加促进了微生物的代谢潜力。由此可见:真菌是结皮发育后期碳氮循环的主要微生物调控者,微生物功能结构在一定程度上能够反应荒漠系统重建植被的稳定性。 该研究获国家自然科学基金()项目的资助。

        文章链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.08.012




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