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| 微生物降解对土壤溶解有机质分子组成变化的影响及其机制 |
| The impact of microbial degradation on the molecular composition changes of soil dissolved organic matter and its mechanisms |
| 投稿时间：2025-03-24 修订日期：2025-05-11 |
| DOI： |
| 中文关键词: 土壤有机质 傅立叶变换离子回旋共振质谱 生物降解性 细菌群落 相关性分析 |
| 英文关键词: Soil organic matter FT-ICR MS Biodegradability Bacterial community Correlation analysis |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目） |
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| 中文摘要: |
| 本研究以广东省台山沿海森林表层土壤提取的溶解性有机质（DOM）为研究对象，利用土壤原位微生物为接种源，在模拟原土pH 4.7下构建摇瓶培养体系，结合紫外-可见光谱、傅立叶变换离子回旋共振质谱及16S rRNA高通量测序和Spearman分析方法，分析了微生物降解过程中土壤DOM分子组成变化、微生物群落结构的变化及两者的联系。研究结果表明，DOM组分经历三个阶段的变化：初期（0-14天）微生物优先利用蛋白质、脂质及小分子物质，导致DOM浓度迅速下降；中期（14-21天）部分微生物死亡并释放胞内物质，DOM浓度出现短暂回升；后期（21-35天）易降解组分趋于枯竭，微生物利用DOM速率缓慢，木质素等大分子芳香性疏水物质逐渐积累。Spearman相关分析表明，γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）丰度变化与脂质组分变化显著正相关，拟杆菌纲（Bacteroidia）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）和酸杆菌纲（Acidobacteriae）则与木质素等难降解组分的富集密切相关。研究表明，微生物的选择性降解显著改变了DOM的分子组成，使得DOM朝着腐殖化的方向演变，为深入理解土壤碳循环的地球化学过程提供了分子水平依据。 |
| 英文摘要: |
| 研究视角创新：聚焦于复杂土壤体系中微生物群落结构对土壤DOM分子转化的影响，弥补了当前在该领域理解的不足，从“DOM组成-微生物功能”协同演化的角度，探讨微生物群落结构作为调控DOM动态变化的关键机制。
技术应用创新：耦合超高分辨质谱（FT-ICR MS）与微生物群落动态分析，揭示土壤DOM分子转化与微生物代谢的互作机制。将傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）应用于土壤DOM微生物降解研究，突破了该技术在该研究领域应用不足的限制，有助于从分子层面揭示微生物代谢与DOM组成演变之间的耦合机制；同时结合16S rRNA测序追踪微生物群落结构变化，并结合Spearman相关性分析，揭示DOM分子组成变化与微生物群落演替之间的相互作用关系，阐明微生物通过选择性代谢驱动DOM分子分异的生物地球化学过程，深化了对土壤DOM动态变化机制的理解。 |
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