新疆生地所在Communications Biology发文揭示盐生植物岛屿富集嗜盐古菌促进土壤物质循环

盐生植物通过根系吸收土壤盐分，盐分又伴随凋落物在植物灌丛下累积，同时形成“盐分岛”和“养分岛”。凋落物是土壤微生物活动的热点，但是盐分作为胁迫因素会抑制微生物生长和活性。因此，盐生植物岛屿为土壤微生物创造了独特的生态位，对微生物介导的土壤营养循环产生了不确定的影响。

针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所田长彦研究员团队，以塔克拉玛干沙漠北缘柽柳灌丛为研究对象，含盖三个不同干旱生态系统土壤，分析土壤微生物功能特征及其在盐生植物岛屿内和裸土中的物质代谢能力差异。

结果表明：盐生植物岛内土壤微生物基因多样性和数量明显低于邻近裸地，但是岛屿内有机物的积累为嗜盐古菌提供了有利栖息地。特定的嗜盐古细菌类群携带大量与碳、氮和硫利用相关的基因，具有增强不同元素耦合循环的潜力。相比之下，裸露土壤中以耐盐微生物为主，具有与碳固定、H₂或CH₄氧化以及厌氧氨氧化相关的基因。灵活的代谢适应使这些微生物能够有效适应高度可变的土壤条件，包括盐分和养分可用性的波动。此外，应对营养输入，岛屿内的微生物群落表现出更高的碳利用效率和增强的氮转化，表明它们具有高效驱动营养循环过程的能力。这些结果强调了盐生植物在推动土壤生物地球化学过程中的作用。

相关成果以“The role of halophyte-induced saline fertile islands in soil microbial biogeochemical cycling across arid ecosystems”为题，发表在Nature旗下期刊Communications Biology。中国科学院新疆生态与地理研究所赵帅副研究员为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金项目和中国科学院青年创新促进会等项目的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s42003-024-06741-1

图1 盐生植物岛屿影响土壤物质循环概念图