研究揭示了細(xì)菌在全球碳循環(huán)中的作用

紐約州伊薩卡——康奈爾大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)來跟蹤微生物并了解它們處理土壤碳的各種方式，這些發(fā)現(xiàn)增加了我們對細(xì)菌如何促進(jìn)全球碳循環(huán)的了解。

這很重要，因?yàn)楸娝苤寥兰?xì)菌很難研究，盡管它們是我們生物圈健康的關(guān)鍵。它們將植物生物量轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)質(zhì)，這是土壤肥力的基礎(chǔ)，其中的碳含量是大氣的三倍。通過這種方式，細(xì)菌可以控制最終進(jìn)入大氣或儲存在土壤中的碳量，每年土壤微生物處理的碳量是所有人為排放量總和的六倍。

提高我們對細(xì)菌在碳循環(huán)中所起作用的了解將最終幫助氣候建模者進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測。

11 月 19 日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的論文“多底物 DNA 穩(wěn)定同位素探測揭示了介導(dǎo)土壤碳循環(huán)的細(xì)菌的行會結(jié)構(gòu)”，通過揭示土壤有機(jī)質(zhì)如何形成和流失，提供了線索微生物用于處理植物碳的不同策略。

巴克利實(shí)驗(yàn)室的博士生塞繆爾·巴內(nèi)特 (Samuel Barnett) 是該論文的第一作者。

“我們希望利用這些信息來研究生物體本身，以更好地了解它們在做什么以及它們?yōu)槭裁催@樣做，”該學(xué)院綜合植物科學(xué)學(xué)院土壤和作物科學(xué)系教授Daniel Buckley說。農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)。

巴克利說，預(yù)測碳循環(huán)和氣候變化的計(jì)算機(jī)模型中最大的不確定性之一是，人們對土壤細(xì)菌如何運(yùn)作和影響土壤中的碳的了解甚少。

“通過了解微生物在做什么，我們希望對未來碳循環(huán)中會發(fā)生的事情做出更好的預(yù)測，然后就如何管理我們的土壤做出更好的決定，”他說。

土壤微生物很小，在地下很難觀察到，因此科學(xué)家們對它們在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)它們的需求知之甚少，這反過來又使它們幾乎無法研究。

在論文中，Buckley 及其同事使用穩(wěn)定同位素和高通量 DNA 測序來識別不同種類的細(xì)菌并跟蹤每個(gè)物種如何隨著時(shí)間的推移消耗碳。

“這種方法使我們能夠識別同位素標(biāo)記的 DNA，并找出哪種微生物會吃掉每種不同類型的碳，”巴克利說。他將美元紙幣標(biāo)記為標(biāo)記，在城市發(fā)行，然后在它們在經(jīng)濟(jì)中移動時(shí)跟蹤它們的方法。

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