氨基糖(AS)是目前最常用的微生物残体生物标志物,研究者们通常通过AS与微生物残体碳(MNC)的比例(转换系数)推算MNC含量。由于AS的分解速度比整体微生物残体慢,因此在土壤中的比例应高于活体微生物中的比例。然而,目前常用的转换系数大多来源于微生物生物量数据,这可能会导致在土壤中系统性高估MNC。
为解决这一问题,生物地球化学组选择植物输入极少的生物结皮土壤作为理想模型体系,利用土壤有机碳(SOC)减去微生物生物量碳,直接得到MNC,并计算土壤中AS与MNC的真实比例(图1)。结果表明,这种方法显著降低了传统方法的高估值(图2)。团队还将这种新系数应用到其他生态系统土壤中(图3),发现在森林、草地和农田等不同生态系统中具有一定的普适性。
研究成果以 “Refining amino sugar-based conversion factors for quantification of microbial necromass carbon in soils” 为题,发表在《Global Change Biology》期刊上。生物地球化学组博士生孟迪为该论文第一作者,白娥教授为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费专项以及吉林省自然科学基金项目的支持。
图 1 生物结皮土壤中由氨基糖(AS)推导微生物残体碳(MNC)转换系数的过程
图 2 生物结皮土壤中微生物残体碳(MNC)、细菌残体碳(BNC)和真菌残体碳(FNC)的含量及其占土壤有机碳(SOC)的比例
图 3 不同生态系统中由胞壁酸(MurA)推导细菌残体碳(BNC)最优转换系数的过程