土壤微生物生态过程与微生物功能基因多样性[1].pdf

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1、应用生态学报2006年6月第17卷第6期CHINESEJOURNALOFAPPLIEDECOLOGY,Jun.2006,17(6):1129～11323土壤微生物生态过程与微生物功能基因多样性1,2133111张晶张惠文李新宇苏振成张成刚12(中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;中国科学院研究生院,北京100039)【摘要】土壤微生物在陆地生态系统中具有重要的生态功能,包括参与地球化学物质循环、污染物降解、环境剧烈变化的缓冲等.土壤微生物的生态功能与土壤功能联系密切,微生物群落结构与组成变化会直接影响土壤功能的发挥.土壤微生物通过具有生物活性的酶参与一系列的代谢活动,

2、编码酶的功能基因成为微生物功能标记物.近10年中,以功能基因多样性为核心的分子生态学研究迅速发展,为从功能基因角度了解土壤微生物的生态功能提供了一个新的切入点.本文综述了与土壤微生物生态功能相关的功能基因多样性研究进展,并对该领域的发展前景提出展望.关键词土壤功能微生物生态功能功能基因多样性文章编号1001-9332(2006)06-1129-04中图分类号Q939.96文献标识码A1,2Soilmicrobialecologicalprocessandmicrobialfunctionalgenediversity.ZHANGJing,ZHANGHui211111wen,LIX

3、inyu,SUZhencheng,ZHANGChenggang(InstituteofAppliedEcology,ChineseAcademyofSci22ences,Shenyang110016,China;GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China).2Chin.J.Appl.Ecol.,2006,17(6):1129～1132.Soilmicrobesinterrestrialecosystemcarryoutaseriesofimportantecologicalfunctions,s

4、uchasgeo2chemicalcy2clingofelements,degradationofpollutants,andbufferingtotheacutechangesofenvironment,etc.Soilmicrobi2alecologicalfunctionhasacloserelationwithsoilfunction,andthechangesinthestructureandcompositionofsoilmicrobialpopulationscandirectlyaffecttherealizationofsoilfunction.Through

5、theirproducedenzymes,soilmicrobestakepartinaseriesofmetabolicactivities,andthefunctionalgenesofcodedenzymesarethefunctionalmarkersofmicrobes.Inrecenttenyears,molecularecologyfocusingonthefunctionalgenediversityhasbeende2velopedrapidly,whichgivesusanewcut2inpointtounderstandsoilmicrobialecolog

6、icalfunctionfromthepointoffunctionalgene.Thispaperreviewedtheresearchadvancesinthefunctionalgenediversitycorrelatedtosoilmicrobialecologicalfunction,withtheperspectivesinthisfielddiscussed.KeywordsSoilfunction,Microorganism,Ecologicalfunction,Functionalgenediversity.1引言2与土壤生物地球化学过程相关的功能基因多样性土

7、壤微生物是陆地生态系统不可或缺的分解者,在地球211固氮过程化学物质循环、污染物降解转化和污染环境修复、环境剧烈微生物固氮作用是增加土壤氮素含量和生物有效性的变化的缓冲等方面发挥着举足轻重的作用,对陆地生态系统重要方式,其中微生物固氮酶复合物包括两个保守蛋白:即的可持续发展具有重要意义.土壤微生物生态功能与土壤质由nifD和nifK基因编码的钼铁蛋白和由nifH基因编码的铁量之间存在着密切的联系,微生物功能多样性变化能直接反蛋白.固氮酶编码基因nifH是基因进化过程中最古老的功映