韦革宏教授团队在沙漠“肥岛”微生物群落的环境适应策略研究中取得重要进展

在沙漠生态系统中，“肥岛”效应引起的土壤养分局部富集现象，可使土壤微生物形成相应的异质性分布模式。然而，土壤养分差异驱动微生物群落分化的机制尚未得到深入研究。近期，西北农林科技大学生命学院韦革宏教授团队在国际权威期刊The ISME Journal上在线发表题为“Reduced trace gas oxidizers as a response to organic carbon availability linked to oligotrophs in desert fertile islands”的研究论文。文章揭示了土壤微生物通过选择有机化合物或无机微量气体（H2和CO）作为能源物质，从而适应“肥岛”内、外有机碳水平差异的机制，同时，分析了不同能量策略微生物类群的生活史特征。

该研究采用宏基因组测序分析、外源有机碳添加下大气无机微量气体消耗速率的室内测定等技术手段和试验方法。结果表明，在土壤有机碳含量高的“肥岛”内，大部分微生物主要通过有机物的代谢获得能量，这些有机能源偏好者多为富营养型微生物；在有机碳含量较低的“肥岛”外，通过氧化无机微量气体获得能量的类群比例增加，这些微量气体利用者多为寡营养型微生物。在群落水平上，微生物通过调整其能量策略与生活史策略，来适应土壤有机碳含量及其生物有效性的变化，该发现揭示了沙漠土壤微生物空间异质性格局形成的新机制。此外，微生物的能量策略和生活史策略与其进行大气微量气体周转和碳循环的能力有关，“肥岛”效应引起的土壤有机碳含量异质性，可能通过影响微生物能量和生活史策略，进而对沙漠生态系统的大气成分和物质循环产生深远影响。

此项研究中，生命学院博士生李姝玥为论文第一作者，韦革宏教授和陈卫民教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金区域创新发展联合基金和国家自然科学基金面上项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41396-023-01437-6