城市環境所微生物群落環境響應研究獲進展

　　土壤水分條件是微生物呼吸活性及生態功能實現的重要因素，干旱或極端淹水均不利于土壤中多數微生物實現最佳能量生產與代謝。土壤從干旱向淹水的轉變過程會在短時間內發生，微生物活動受到刺激并被抑制。目前，對該過程中潛在微生物的響應機制仍缺乏了解。

　　中國科學院城市環境研究所研究員姚槐應研究組通過土壤DNA與RNA的提取，在基因和轉錄水平上對細菌和真菌的rRNA基因片段進行高通量測序分析，比較水稻土在淹水過程中當前所有（the total/present community）與潛在活性狀態的微生物群落（the potentially active community）變化的差異，并分析微生物在土壤迅速淹水后的群落演變軌跡。結果表明，細菌群落比真菌群落對淹水的響應更為敏感，且與酶活性相比，土壤呼吸與群落結構的變化具有更強的相關性；按照細菌物種相對豐度在時間上的聚類情況，細菌群落被分為快速、中間和延遲三種不同應答模式，各模式的群落在系統發育上存在保守關系，特別是由芽孢桿菌主導的中間應答模式菌群，可能在土壤生態系統過程起重要的生態作用。該研究揭示微生物群落迅速響應稻田土壤淹水過程的分子生態學機制。

　　相關研究成果以Similar but Not Identical Resuscitation Trajectories of the Soil Microbial Community Based on Either DNA or RNA after Flooding為題，發表在Agronomy（doi:10.3390/agronomy10040502）上。城市環境所碩士研究生朱義族為論文第一作者，姚槐應為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金項目的支持。

圖1.淹水后基于DNA與RNA的土壤細菌屬相對豐度在時間上的變化熱圖

圖2.淹水后土壤微生物活性與細菌或真菌群落變化的關系