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GRSP和SOC中C的化学结构,探究了GRSP与SOC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PF,MF和BF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 Reports上(IF2016=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