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　　以CO₂濃度升高為主要特征的全球氣候變化已經(jīng)對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，成為全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。CO₂濃度升高影響植物生理代謝過程，導(dǎo)致植物根系分泌物的總量和化學(xué)組成發(fā)生改變，進(jìn)而可能影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能。由于土壤微生物驅(qū)動(dòng)碳氮循環(huán)，參與土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，揭示CO₂濃度升高條件下，根際土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)及其與土壤農(nóng)化指標(biāo)的關(guān)系對(duì)土壤生產(chǎn)力可持續(xù)發(fā)展和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣候變化適應(yīng)性將產(chǎn)生重要意義。 

　　為此，東北地理所農(nóng)田分子生態(tài)學(xué)科組于鎮(zhèn)華、李彥生助理研究員和金劍研究員等采用OTC植物生長(zhǎng)箱，以自然狀態(tài)CO₂濃度條件下生長(zhǎng)的大豆為對(duì)照，采用qPCR及高通量測(cè)序（MiSeq）技術(shù)，對(duì)比研究了高CO₂濃度（550 ppm）條件下4種主栽大豆品種根際微生物群落結(jié)構(gòu)組成的變化。研究證實(shí)CO₂濃度升高對(duì)東北黑土生長(zhǎng)的大豆根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的影響（圖1），發(fā)現(xiàn)高CO₂濃度顯著影響15個(gè)細(xì)菌屬的豐度，而且這種影響程度在不同大豆品種間存在差異；在真菌研究方面，發(fā)現(xiàn)CO₂濃度升高顯著改變了真菌群落結(jié)構(gòu)并提高了部分大豆品種根際真菌豐度（圖2），微生物網(wǎng)絡(luò)分析表明CO₂濃度升高簡(jiǎn)化了土壤真菌的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵菌屬（圖3），而這些變化與土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)。此研究結(jié)果將有助于預(yù)測(cè)我國(guó)東北黑土微生物對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)機(jī)制及其與土壤質(zhì)量的變化關(guān)系。 

　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Agriculture, Ecosystems & Environment（2016，2018）上，于鎮(zhèn)華和李彥生博士為共同第一作者，金劍研究員為通訊作者。研究得到了黑龍江省杰出青年科學(xué)基金（JC201413）以及國(guó)家自然科學(xué)基金(41201247, 41271261, 31501259）的聯(lián)合資助。 

圖1 CO₂濃度升高（eCO₂）和不升高（aCO₂）條   圖2 CO₂濃度升高（eCO₂）和不升高（aCO₂）條件下

件下不同大豆品種根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)PCoA分析    不同大豆品種根際真菌豐度和群落結(jié)構(gòu)PCoA分析

圖3 CO₂濃度升高（eCO₂）和不升高（aCO₂）條件下不同大豆品種根際真菌群落網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Zi-Pi圖