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土壤生态学团队在森林土壤抗性基因组和有机质形成过程研究领域取得重要进展

发布者:孙杰 发布时间:2022-02-09 浏览次数:10

进展一:

抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)被认为是一种新型环境污染物,是威胁人类健康的巨大挑战之一。在全球气候变暖背景下,准确评估气候变暖和ARGs之间的关系,对于阐明ARGs对生态系统和人类健康的影响至关重要。本研究依托福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站的原位土壤增温实验平台,利用高通量荧光定量PCR技术和高通量测序等手段,研究了不同季节人工林和天然林土壤ARGs丰度和多样性对土壤增温的响应规律。结果表明,采样季节(夏季、秋季和冬季)是影响森林土壤ARGs丰度和多样性的关键因素。增温处理显著增加了土壤中氨基糖苷、β-内酰胺、大环内酰胺-链霉胺、多重耐药、磺胺和四环素类在内的15种常见ARGs的相对丰度(1)。增温条件下土壤理化性质以及细菌、真菌和原生生物群落组成的改变是导致土壤ARGs变化的重要原因。该研究证明温度升高可能会促进土壤中一些特定ARGs的富集,研究结果丰富了我们对未来气候变化背景下土壤ARGs演替规律的理解。

1.增温显著增加了天然林和人工林土壤中15种抗生素抗性基因的相对丰度

以上研究成果以“Climate warming increases the proportions of specific antibiotic resistance genes in natural soil ecosystems”为题发表于Journal of Hazardous Materials期刊。土壤生态学团队2019级硕士生李子歆和博士生孙安琪为共同第一作者,胡行伟研究员为通讯作者。这项研究得到了国家自然科学基金项目(No. 31901291)的资助。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389422002308


进展二:

在全球环境变化和国家“碳中和”战略的双重背景下,如何提高森林生态系统碳(C)固持和C增汇能力具有重要的科学意义和生态实践价值。微生物残体C和木质素是土壤中稳定C库的重要组成部分,对于土壤有机碳(SOC)的稳定起关键作用。然而在磷(P)有效性低的亚热带森林土壤中,微生物残体C和木质素对外源氮(N)P输入的响应尚不清楚。该研究依托浙江钱江源国家野外站,研究了亚热带森林生态系统两种林龄(<40 vs >80 yr)次生林土壤中氨基糖和木质素酚类含量及累积对连续5NP添加的响应变化。结果表明,成熟林(>80 yr)土壤中氨基糖和植物木质素对SOC的贡献显著高于年轻林(<40 yr)。在年轻林中,施N增加了氨基糖和木质素对SOC的贡献,施P则降低了细菌源胞壁酸对SOC的贡献(2)。但在成熟林中,NP添加并未显著影响氨基糖和木质素对SOC的贡献。这表明,相对于成熟森林,在较年轻的森林生态系统中,土壤微生物残体C和木质素对外源NP养分输入更加敏感。该研究暗示着在未来全球环境变化背景下,重视提升对年轻森林系统的管理可以有效增加森林土壤的固C潜力。

2.氮磷添加影响亚热带次生林土壤中氨基糖和木质素对SOC的贡献

以上研究成果以“The accumulation of microbial residues and plant lignin phenols are more influenced by fertilization in young than mature subtropical forests”为题发表于林学主流期刊Forest Ecology and Management。土壤生态学团队王全成(2019级博士生)为第一作者,郑勇研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(Nos. 31971447, 31570499)的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120074