科学视点

亚热带生态所发现噬菌体可抑制土壤有机碳矿化

 病毒是世界上最丰富的生物实体,但它们在土壤中的生态功能却鲜为人知。近日,中科院亚热带农业生态研究所(以下简称亚热带生态所)研究员吴金水团队发现,噬菌体在土壤有机质转化中可以加速细菌死亡、延缓有机碳分解。相关研究成果发表于《环境科学与技术》。

  研究假设更多的类T4噬菌体将增加细菌的死亡,从而抑制土壤有机碳矿化。团队选取湖南省宁乡市长期肥料试验地的土壤作为研究对象,用灭菌水及10-3和10-6倍稀释的未灭菌土壤悬浮液重新接种,在灭菌土壤中建立了一系列噬菌体和细菌丰度。细菌和类T4噬菌体的丰度分别以16S rRNA和g23基因为标志基因,通过实时定量荧光PCR量化。

  研究结果显示g23基因丰度和16S rRNA基因丰度呈显著负相关,g23基因的高丰度导致细菌的存活率降低,且土壤二氧化碳通量也随类T4噬菌体丰度的增加而减少,这表明类T4噬菌体通过杀死细菌抑制土壤有机质矿化,并可能促进微生物残体的累积,有利于土壤有机碳固持。

  此外,随机森林模型显示,与细菌丰度相比,类T4噬菌体的丰度及类T4噬菌体与细菌的丰度比更能准确预测土壤有机碳矿化。

  亚热带生态所研究员葛体达告诉《中国科学报》:“利用噬菌体抑制土壤有机质矿化、促进有机质累积的特性,增加土壤中噬菌体的丰度,有利于提高土壤有机质含量,改善土壤质量,还能减少二氧化碳的排放,缓解全球变暖。”

  相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.est.0c06014


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