研究揭示了细菌在全球碳循环中的作用

康奈尔大学的研究人员开发了一种创新技术来跟踪微生物并了解它们处理土壤碳的各种方式，这些发现增加了我们对细菌如何促进全球碳循环的了解。

这很重要，因为众所周知，土壤细菌很难研究，尽管它们是我们生物圈健康的关键。它们将植物生物量转化为土壤有机质，这是土壤肥力的基础，其中的碳含量是大气的三倍。通过这种方式，细菌可以控制最终进入大气或储存在土壤中的碳量，每年土壤微生物处理的碳量是所有人为排放量总和的六倍。

提高我们对细菌在碳循环中所起作用的了解将最终帮助气候建模者进行更准确的预测。

11 月 19 日发表在《国家科学院院刊》上的论文“多底物 DNA 稳定同位素探测揭示了介导土壤碳循环的细菌的行会结构” ，通过揭示微生物用于处理植物碳的不同策略。

“我们希望利用这些信息来研究生物体本身，以更好地了解它们在做什么以及它们为什么这样做，”该学院综合植物科学学院土壤和作物科学系教授 Daniel Buckley 说。农业和生命科学。

巴克利实验室的博士生塞缪尔·巴内特 (Samuel Barnett) 是该论文的第一作者。

巴克利说，预测碳循环和气候变化的计算机模型中最大的不确定性之一是，人们对土壤细菌如何运作和影响土壤中的碳的了解甚少。

“通过了解微生物在做什么，我们希望对未来碳循环中会发生什么做出更好的预测，然后就如何管理我们的土壤做出更好的决定，”他说。

土壤微生物很小，在地下很难观察到，因此科学家们对它们在实验室中培养它们的需求知之甚少，这反过来又使它们几乎无法研究。

在论文中，Buckley 及其同事使用稳定同位素和高通量 DNA 测序来识别不同种类的细菌并跟踪每个物种如何随着时间的推移消耗碳。

“这种方法使我们能够识别同位素标记的 DNA，并找出哪种微生物会吃掉每种不同类型的碳，”巴克利说。他将美元纸币标记为标记，在城市发行，然后在它们在经济中移动时跟踪它们的方法。

他们发现微生物有不同的吸收碳的策略。生长、进食和死亡的微生物以容易获得碳的植物物质为食，例如糖。与此同时，其他细菌专门研究更难分解和吸收的碳。这些微生物生长和消耗材料的速度更慢，而且更专业和高效。在这项研究中，研究人员将这些类型的细菌归类到行会中，行会是一组生物，它们都以相同的方式获取食物——或碳，在这种情况下。

“我们了解得越多，我们就越能预测土壤中碳的变化，”巴克利说。

在未来的工作中，该团队还在调查一些行会是否更喜欢不同的栖息地，例如森林或农田，以及土壤 pH 值对微生物群落的影响。

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