南京土壤所在根际土壤线虫-解磷微生物网络结构和功能研究中取得进展

摘要: 　　中国科学院南京土壤学习所孙波课题组针对中亚热带典型的贫瘠旱地红壤，基于长期有机培肥（猪粪）试验，结合高通量测序技术，发现长期培肥后根际微生物总量和解有机磷微生物数量显著增加，食细菌线虫通过对解磷微 ...

　　中国科学院南京土壤学习所孙波课题组针对中亚热带典型的贫瘠旱地红壤，基于长期有机培肥（猪粪）试验，结合高通量测序技术，发现长期培肥后根际微生物总量和解有机磷微生物数量显著增加，食细菌线虫通过对解磷微生物的捕食作用促进了碱性磷酸酶的活性，最终提高了红壤磷素的有效供应。其关键机制是食细菌线虫的优势属（原杆属Protorhabditis）通过对生物网络中的共有关键微生物（中慢生型根瘤菌属，Mesorhizobium）的捕食作用，增强了红壤有机磷的生物分解。利用结构等式模型分析表明，根际土壤大团聚体中微环境（有机质、全氮、pH）比中小团聚体更为适宜生物网络的形成，食细菌线虫的捕食作用不仅增加解磷微生物的丰度，也显著改变了解磷微生物的群落结构，导致线虫捕食对碱性磷酸酶活性的促进作用更强。为了验证线虫捕食的促磷机制，在红壤大、中、小团聚体中添加了相似丰度的原杆属线虫，证实了线虫捕食显著提高了解磷微生物的丰度和解磷功能。该学习结果在土壤微域尺度上，阐明了土壤线虫与微生物的协同分布特征对根际土壤磷素转化的生物驱动机制，为建立红壤生物培肥措施提供了理论依据。该成果在ISME Journal上发表（Jiang et al.， 2017， doi:10.1038 /ismej.2017.120）。