| 基于QMEC分析的青藏高原不同类型冰川前缘地土壤微生物功能潜力 |
| 摘要点击 1781 全文点击 526 投稿时间：2022-03-21 修订日期：2022-05-08 |
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| 中文关键词 青藏高原|冰川类型|前缘地土壤|微生物功能基因|高通量功能基因芯片(QMEC) |
| 英文关键词 Tibetan Plateau|glacier types|glacier foreland soil|microbial functional gene|quantitative microbial element cycling (QMEC) |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 张洁洁 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院大学中丹学院, 北京 101400
中国-丹麦科研教育中心, 北京 101400
Department of Biology, University of Copenhagen, Universitetsparken 15, DK-2100, Copenhagen, Denmark | jiejiezhang90@163.com | | Anders Priemé | Department of Biology, University of Copenhagen, Universitetsparken 15, DK-2100, Copenhagen, Denmark
Center for Permafrost (CENPERM), University of Copenhagen, Ø
ster Voldgade 10, DK-1350, Copenhagen, Denmark | | | 陈显轲 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院大学中丹学院, 北京 101400
中国-丹麦科研教育中心, 北京 101400 | | | 周汉昌 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101408 | | | 张沁唯 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101408 | | | 庄绪亮 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院青藏高原研究所, 北京 100101 | | | 秦翔 | 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室, 祁连山冰川与生态环境综合观测研究站, 兰州 730000 | | | 庄国强 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101408 | gqzhuang@rcees.ac.cn | | 马安周 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 101408 | azma@rcees.ac.cn |
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| 中文摘要 |
| 微生物通过多种功能代谢过程主导着因气候变暖裸露的冰川前缘地土壤元素的地球化学循环.以青藏高原的海洋型冰川、亚大陆型冰川和极大陆型冰川的前缘地土壤为研究对象,分析不同类型冰川前缘地土壤的微生物功能特征.依次选择玉龙冰川、天山乌鲁木齐1号冰川和老虎沟12号冰川作为三类冰川的典型代表,采用高通量功能基因芯片(QMEC)检测土壤微生物的功能基因特征.结果表明,在三类冰川前缘地土壤中,半纤维素降解基因和还原型乙酰辅酶A途径相关的碳固定基因丰度最高,三者主要的氮功能基因和氨化作用有关,磷、硫功能基因则主要与有机磷矿化过程和硫氧化过程相关.其中,水热条件较好的海洋型冰川的微生物功能基因的种类与丰度最高,其次为环境较为干燥的极大陆型冰川.三类冰川前缘地土壤的微生物功能基因结构的显著差异,证实了地理环境差异对微生物功能特征的影响,也为不同类型冰川前缘地土壤微生物的功能及其介导的元素地球化学循环研究提供了基础. |
| 英文摘要 |
| Soil microorganisms dominate the biogeochemical cycles of elements in glacier forelands, which continue to expand due to the climate warming. We analyzed the soil microbial functional characteristics among three types of glacier forelands on the Tibetan Plateau: Yulong Glacier (Y), a temperate glacier; Tianshan Urumqi Glacier No.1 (T), a sub-continental glacier; and Laohugou Glacier No.12 (L), a continental glacier. Here, soil microbial functional genes were quantified using quantitative microbial element cycling technology (QMEC). We found that, in the three glacier forelands, the abundances of soil microbial functional genes related to hemicellulose degradation and reductive acetyl-CoA pathway were highest compared with other carbon-related functional genes. The main nitrogen cycling genes were involved in ammonification. The functional genes of the phosphorus cycle and sulfur cycle were related to organic phosphate mineralization and sulfur oxidation. Furthermore, the soils of the temperate glacier foreland with better hydrothermal conditions had the most complex microbial functional gene structure and the highest functional potentials, followed by those of the soils of continental glacier foreland with the driest environment. These significant differences in soil microbial functional genes among the three types of glacier forelands verified the impacts of geographic difference on microbial functional characteristics, as well as providing a basis for the study of soil microbial functions and biogeochemical cycles in glacier forelands. |
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