农田土壤自养微生物碳同化潜力及其功能基因数量、关键酶活性分析
  • 【DOI】

    10.13227/j.hjkx.2014.03.046

  • 【摘要】

    研究农田土壤自养微生物碳同化潜力,对全面认识农田生态系统碳吸收和碳储存有着重要意义.选取6种典型农田土壤,通过14C连续标记示踪技术结合密闭系统模拟培养,量化了土壤自养微生物碳同化潜力及其向土壤活性碳库组分转化,同时结合分子生物学技术及酶学分析方法,探讨了不同土壤自养微生物细菌固碳功能基因(cbbL)丰度及关键酶(RubisCO)活性.结果表明,土壤自养微生物具有可观的CO2同化潜力,在本实验条件... 展开>>研究农田土壤自养微生物碳同化潜力,对全面认识农田生态系统碳吸收和碳储存有着重要意义.选取6种典型农田土壤,通过14C连续标记示踪技术结合密闭系统模拟培养,量化了土壤自养微生物碳同化潜力及其向土壤活性碳库组分转化,同时结合分子生物学技术及酶学分析方法,探讨了不同土壤自养微生物细菌固碳功能基因(cbbL)丰度及关键酶(RubisCO)活性.结果表明,土壤自养微生物具有可观的CO2同化潜力,在本实验条件下,全球每年表层(0~20 cm)土壤通过自养微生物的同化作用可固定的碳为0.57~7.3 Pg.供试土壤的14C土壤有机碳(14C-SOC)含量范围为10.63~133.81 mg·kg-1,而14C可溶性有机碳(14C-DOC)、14C微生物生物量碳(14C-MBC)含量范围分别为0.96 ~8.10 mg·kg-1、1.70~49.16 mg·kg-1.土壤可溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和SOC的更新率分别为5.07% ~14.3%、2.51% ~ 13.12%和0.09%~0.64%.土壤细菌cbbL丰度范围为2.40×107~1.9×108 copies·g-1,且RubisCO酶活性(CO2/soil)范围为34.06~71.86 nmol·(g·min)-1.相关分析表明,土壤14C-SOC与14C-MBC及RubisCO酶活性均呈极显著正相关关系(P<0.01).说明土壤对大气CO2的同化作用主要是由自养微生物参与的同化过程,且较高的RubisCO酶活性意味着较高的自养微生物CO2同化潜力. 收起<<

  • 【作者】

    陈晓娟  吴小红  简燕  袁红朝  周萍  葛体达  童成立  邹冬生  吴金水 

  • 【作者单位】

    中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室/中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室/中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室/湖南农业大学生物科技学院

  • 【刊期】

    环境科学 ISTIC PKU 2014年3期

  • 【关键词】

    土壤自养微生物  碳同化潜力  cbbL基因  RubisCO活性  农田土壤  14C连续标记  soil autotrophic microbes  carbon assimilation potential  cbbL gene  RubisCO activity  agricultural soil  14C continuous labeling 

  • 【基金项目】

    国家自然科学基金项目 湖南省国际与区域科技合作项目 中国科学院青年创新促进会会员项目