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草学团队在黄河三角洲盐碱地微生物碳代谢功能方面取得重要进展

近日，青岛农业大学草学团队在探索黄河三角洲盐碱地微生物碳代谢功能方面取得重要进展，相关研究成果发表在Science of the Total Environment（中科院1区，TOP期刊，IF：7.963）。该项研究成果是继前期发表在Frontiers in Microbiology（中科院2区，TOP期刊，IF：5.64）和Applied Soil Ecology（中科院2区，IF：4.046）期刊的关于盐碱地微生物结构特征研究后的又一重要进展。课题组成员杨超副教授为论文的第一作者，孙娟教授为通讯作者，青岛农业大学为第一通讯单位。

黄河三角洲盐碱地生态脆弱、土地生产力低下，亟需对盐碱地进行生态修复与治理。盐碱地生态系统不仅是重要的土壤碳库，同时也是大气主要的碳排放源，盐碱地的修复可使其由“碳源”转变为“碳汇”，有利于实现国家“碳达峰、碳中和重大决策部署”。土壤微生物在盐碱地生态修复中扮演者重要角色，且微生物代谢功能的任何变化都是决定土壤碳排放的内在机制，尤其是与碳代谢酶活性相关的基因。因此，评价盐碱化对土壤碳排放和土壤微生物碳代谢功能的影响，对于确定盐碱地碳储量具有重要意义。基于此，课题组对黄河三角洲不同盐碱程度盐碱土壤二氧化碳排放进行了测定，并对土壤微生物进行了宏基因组测序。结果表明，土壤盐分与土壤碳、氮含量、碳排放量、细菌基因拷贝数、放线菌和嗜热菌的相对丰度呈负相关，与碳氮比和盐杆菌的相对丰度呈正相关（图1）。根据宏基因组数据，土壤盐分的增加与碳水化合物代谢的减少以及糖基转移酶和糖苷水解酶的基因丰度的降低相关（图2）。本研究对土壤微生物群落及其碳代谢功能对土壤盐分的响应提供了一个清晰的认识，为如何改变盐碱地的“碳源”现状提供了思考。上述研究工作得到了山东省“草业科学一流学科”计划项目、国家牧草产业技术体系项目和山东省自然科学基金项目的支持。

图1不同盐渍土的土壤碳排放量和16s基因拷贝数及两者之间的相关关系。

图2土壤盐渍化后调节土壤碳排放的潜在微生物代谢机制（非盐和高盐的比较）。