纳米银胁迫下土壤微生物磷脂脂肪酸的响应特征

通过检测不同纳米银粒子(AgNPs)质量分数下(0、10、100、1 000 mg·kg^(-1))土壤中微生物标志物磷脂脂肪酸(PLFAs)含量的变化,探讨了AgNPs对农田土壤微生物群落结构的影响。结果表明:随AgNPs质量分数增加,土壤微生物PLFA总含量和微生物PLFA多样性指数均显著降低;革兰氏阳性菌标志脂肪酸a15:0和i16:0、真菌标志脂肪酸18:2ω6c,以及革兰氏阴性菌标志脂肪酸16:1ω7c和18:1ω7c的丰度在不同质量分数AgNPs处理组间表现出显著差异,该结果体现了不同微生物类群对AgNPs的差异性响应特征。AgNPs显著影响了土壤微生物PLFAs含量和群落结构特征,因此需要对AgNPs在农田土壤中的生态风险进行系统评估和科学监管。

土壤碳氮磷硫循环对温度的响应

温度是影响土壤中微生物介导的元素生物地球化学循环的重要因素。以广东省茂名市的稻田土壤为研究对象,利用高通量功能基因芯片对71种土壤元素循环相关的功能基因丰度进行测定并结合温度和培养时间等因子,研究了水稻土中微生物介导的碳、氮、磷、硫循环对温度的响应。结果表明:在检测的71种碳、氮、磷、硫相关基因中,63%的功能基因的丰度在35℃的培养温度中显著升高,并且这种趋势伴随培养时间的增加而显著增加。其中氮循环中的氨氧化过程中的amoA基因对温度的响应最为明显,响应比分别为35℃/15℃的(12.79±1.82)和35℃/25℃的(8.44±1.79)。揭示了土壤碳氮磷硫循环关键功能基因丰度对温度的响应特征,也为温度变化引起土壤微生物元素化学循环变化趋势的理论研究提供了基础。

中国和美国原始土壤中非高温发现和鉴定

近年来在非极端环境中已经发现有古菌(Archaea)的存在, 但在中国原始土壤中还未见报道。本研究的目的是调查古菌是否存在于两个分别取自中国新疆和广西的土壤及两个美国亚利桑那州南部地区的土壤中。我们分别构建了这四个原始土壤的古菌16S rDNA文库并对28个克隆的16S rDNA进行了鉴定。所有这些16S rDNA的序列都归类于古菌的泉古菌门(Crenarchaeota)。进化树分析表明, 这些泉古菌的16S rDNA属于非高温陆地环境中的泉古菌种群, 明显区别于海洋和淡水地带的泉古菌种群。这个泉古菌种群又有两个分支, 这两个分支在16S rDNA序列上和G+C含量上有明显的区别。本研究在两个中国和两个美国原始土壤中鉴定了非高温泉古菌的存在, 由此证明泉古菌的存在范围不只局限于高温等极端环境。另外, 美国原始土壤中的泉古菌只属于一个进化分支, 这说明非高温泉古菌种群的类型和土壤的地理位置及土壤特性有关。

土壤硝化作用的温度响应综述

硝化作用是土壤氮循环的核心环节,在农业系统中直接影响肥料的使用效率。温度是影响硝化作用的主要因素。全球变暖造成的影响不断加深,清晰认识土壤硝化作用的温度变化响应特征对预测全球变暖背景下土壤生态系统营养元素循环具有重要的指导意义。从土壤硝化速率温度响应特征、硝化微生物活性、群落结构的温度响应、潜在机制、土壤硝化作用温度响应的不确定性等方面对土壤硝化作用的温度响应的研究现状进行分析和总结。后续研究可从以下几个方面进行:(1)探索硝化微生物和硝化作用的热适应性及其机制;(2)探索复杂环境因子气候变化因子对土壤硝化作用温度响应特征的影响;(3)在大尺度范围内建立土壤硝化作用的温度响应与硝化微生物的群落特征的联系,同时引入模型评估硝化微生物N 2O排放对全球变暖的反馈作用,进而预测气候变化趋势。