森林生態(tài)系統(tǒng)中降解木質(zhì)素的功能微生物(擔(dān)子菌)多樣性研究取得進(jìn)展

2013-08-03 科技處      】

  作為森林凋落物主要組分之一的木質(zhì)素難以被降解,是凋落物降解的限速步驟,只有部分微生物產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶。自然界參與降解木質(zhì)素的微生物主要來自真菌,尤其是白腐菌中的擔(dān)子菌被確證能產(chǎn)生徹底分解木質(zhì)素為CO2和水的漆酶。因此,含漆酶基因的擔(dān)子菌代表著分解土壤有機(jī)物質(zhì),尤其是木質(zhì)素的重要微生物群。然而,在不同森林生態(tài)系統(tǒng)中,哪些擔(dān)子菌在降解木質(zhì)素過程中起著關(guān)鍵作用,以及這些微生物群落結(jié)構(gòu)的形成與哪些環(huán)境因子密切相關(guān),目前尚未知曉。

  中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所陳香碧博士在蘇以榮研究員及課題組老師們的指導(dǎo)下,以我國亞熱帶典型的兩種生態(tài)系統(tǒng)(棕色石灰土發(fā)育的常綠落葉闊葉混交林和紅壤馬尾松針葉林)的凋落物層和表層土壤為研究對象,從cDNA和DNA水平上對比研究兩種生態(tài)系統(tǒng)不同土壤層次中含漆酶基因擔(dān)子菌的群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境因子的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn):cDNA和DNA水平上,兩種生態(tài)系統(tǒng)中擔(dān)子菌漆酶基因的多樣性和豐富度具有極高的一致性;然而,cDNA和DNA水平上,含漆酶基因的擔(dān)子菌群落結(jié)構(gòu)差異極大,但各土層均以傘菌目占絕對優(yōu)勢,且其產(chǎn)生的漆酶可能主要負(fù)責(zé)降解木質(zhì)素中的愈創(chuàng)木基;植被和土壤都影響了漆酶基因多樣性和群落結(jié)構(gòu),而植被和土壤引起的pH、C/N和木質(zhì)素中愈創(chuàng)木基含量的差異可能直接驅(qū)動(dòng)這種影響,即有機(jī)質(zhì)的質(zhì)而不是其量是決定擔(dān)子菌漆酶基因多樣性和群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因子。

  該研究得到中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目(KSCX2-YW-436和KZCX2-XB3-10),和戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDA05070403)的資助。相關(guān)研究成果以Comparative analysis of basidiomycetous laccase genes in forest soils reveals differences at the cDNA and DNA levels為題,在國際期刊Plant and Soil上發(fā)表(http://link.springer.com/article/10.1007/s11104-012-1440-z#page-1)。

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