城市环境所在水稻根际溶磷微生物研究方面取得进展

水稻是全球超半数人口的主食，但其生产受磷肥有效性的影响。磷酸盐在酸性土壤中容易形成铁磷和铝磷等矿物态磷降低其生物有效性。微生物作为元素生物地球化学循环的主要驱动者对提高土壤磷素的有效性具有重要意义。

中国科学院城市环境研究所姚槐应研究组利用稳定同位素13C标记和高通量测序技术研究不同施磷水平（0，50，200 mg P2O5 kg-1）对长期缺磷稻田土壤根际溶磷微生物的影响。结果表明革兰氏阴性菌（16:1ω7c, 18:1ω7c和18:1ω9c）是根际碳沉积的主要利用者，而低磷水平的利用率最高，其13C的富集量为1.04-1.47 ng g-1 干土。高通量数据也发现低磷水平更能激发溶磷微生物，其中主要表现为Bacillus, Alicyclobacillus和Clostridium相对丰度的增加，但这三种溶磷菌不以根际碳为主要碳源，而Rhizobiales, Rhodospirillales和Myxococcales相关的溶磷微生物是根际沉积碳的主要利用者。通过对不同处理碱性磷酸酶基因（phoD）分析发现Rhizobiales 和Actinomycetales 是该稻田土壤主要的溶磷微生物。

上述研究结果以Phosphate levels influence the utilisation of rice rhizodeposition carbon and the phosphate-solubilising microbial community in a paddy soil 为题发表于Soil Biology and Biochemistry（118, 103-114）。助理研究员龙锡恩为第一作者，研究员姚槐应和朱永官为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（41525002, 41773079）和中科院先导专项（XDB15020303）等的支持。

 

图1. 13C 在细菌磷脂脂肪酸的富集。P0: 100 mg N kg-1, 100 mg K2O kg-1 and 0 mg P2O5 kg-1; P50: 100 mg N kg-1, 100 mg K2O kg-1 和50 mg P2O5 kg-1; P200: 100 mg N kg-1, 100 mg K2O kg-1 和200 mg P2O5 kg-1

 

图2. 12C (a, P0; b, P50; c, P200) 和13C (a, P0; b, P50; c, P200) DNA-SIP分层样品细菌16s高通量分析