根际微生境中生化过程的原位可视化研究进展

根际及近根际区域(根际微生境)进行着活跃的物质交换和能量流动,大部分陆地生态系统中碳、氧和矿质元素等关键生源要素循环的生化过程都发生在根际微生境中。根际微生境空间动态过程的可视化对于准确捕捉和量化根际界面物质迁移转化过程和功能至关重要。过去几十年中,采用二维成像方法进行营养元素、酶和微生物等多种生化过程的同步原位可视化研究取得了重要进展。本文系统总结了根际化学环境、微生物环境和代谢物原位可视化研究的最新方法与研究进展,讨论了多参数成像技术在根际微生境研究中的应用前景,并对根际生化过程原位可视化研究的未来发展方向及亟待解决的问题进行了展望。为进一步提高根际原位可视化技术的研发与应用,深入解析微生境中生化过程与机制,需要在以下几方面重点展开研究:1)开展操作简单、耗时少、成本低的可视化技术开发,并进行多参数及多手段耦合的兼容性验证;2)从样品制备和数据整合等方面,开发根际三维及四维可视化方法,探索根际微生境的时空动态可视化;3)研发便携式仪器,开展根际原位可视化技术的田间应用。