华南植物园发现球囊霉素相关蛋白难分解碳组分促进土壤有机碳积累机理

  球囊霉素相关蛋白(Glomalin-related soil protein, GRSP)是丛枝菌根真菌根外菌丝的副产物,由于其在土壤中周转时间长,难分解,因此研究表明其对土壤有机碳(soil organic carbon SOC)的累积或保存具有重要的作用。然而,迄今为止,GRSP促进土壤有机碳的积累的机理尚未有研究。 

  中科院华南植物园博士生张静在导师唐旭利研究员指导下,选择南亚热带演替系列的三种森林,包括演替初期的马尾松林(PF),演替过渡阶段的针阔叶混交林(MF)和演替顶级阶段的季风常绿阔叶林(BF)作为研究对象,运用核磁共振技术测定了GRSPSOCC的化学结构,探究了GRSPSOC的关系。研究结果表明,在南亚热带森林地区表层0-10 cm土壤中,GRSP的平均含量为(3.94±1.09) mg cm-3,占土壤有机碳的(3.38±1.15)%。核磁共振分析结果发现,GRSP以芳香碳(~30%)和羧基碳(~40%)为主,而SOC以烷基碳(~30%)和烷氧碳(~50%)为主。GRSP的难分解指数(RI=(羧基碳+芳香碳)/(烷氧碳+羧基碳))比SOC的难分解指数在PFMFBF中分别高了(98.6±18.9)%, (145.5±10.9)% and (20.7±0.3)%。本研究表明,在南亚热带森林中,尤其是演替初期的马尾松林和演替过渡阶段的混交林中,GRSP中难分解的碳组分可能促进了土壤有机碳中难分解碳的固持。 

  研究成果于近期发表在国际学术期刊Scientific ReportsIF2016=4,26该研究得到国家自然科学基金面上项目国家自然科学基金重点项目等项目资助。 

  文献链接https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5443815/

图1 球囊霉素相关蛋白与微生物生物量碳对土壤有机碳贡献的比较

图2 球囊霉素相关蛋白与土壤有机碳官能团结构对比

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