低氧生境中好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理及种群结构研究进展

甲烷生物氧化在全球大气甲烷平衡和温室气体的控制中起着重要作用.氧气是甲烷生物氧化过程中的重要影响因素之一.生境中氧浓度不仅影响好氧甲烷氧化菌的种群结构、活性及甲烷碳的分配,而且好氧甲烷氧化菌在不同氧浓度下具有不同的代谢途径.理解低氧生境中好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理和甲烷生物氧化过程,对甲烷驱动型生态系统的碳循环和生物多样性有着重要意义.本文以好氧甲烷氧化菌为对象,综述了低氧生境中好氧甲烷氧化菌的活性及其种群结构、好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理以及低氧生境中甲烷氧化菌与非甲烷氧化菌的关系,并对今后的研究方向进行了展望.     

原位酶谱技术在土壤酶活性研究中的应用进展

原位酶谱可方便、直观地展示土壤中酶活性的二维空间变异,近些年来通过与其他成像技术和分析方法相结合,土壤原位酶谱已发展成为分析土壤微观生态过程及土壤-根系-土壤动物相互作用界面过程的有效方法。然而,土壤原位酶谱技术尚未成熟,亟待深入分析其技术不足、完善技术方法,梳理其在不同领域中的应用现状,拓展并深化其在更多领域研究中的应用前景。基于此,综述并分析了该技术在土壤酶相关研究领域的应用现状,结合原位酶谱技术在底物载体选择与酶活定量方法的优化历程,分析了其存在的问题,发现：(1)可供研究的酶种类较少;(2)结果准确性仍有质疑;(3)在除根际研究外其他领域的研究较少、缺乏系统性,难以直接借鉴。这三者仍是阻碍原位酶谱技术在多领域中推广的最大障碍。综上所述,土壤原位酶谱技术虽仍存在缺陷,但其具有操作简便、测量结果的时空分辨率高等优势,在未来土壤酶学领域研究中仍潜力巨大,研究旨在为推进原位酶谱技术在土壤学和生态学等学科研究中的应用和发展提供理论指导。     

碳同位素示踪技术及其在陆地生态系统碳循环研究中的应用与展望

碳同位素示踪技术具有高度的专一性和灵敏度, 经过几十年的发展, 形成了一系列成熟的标记方法, 在陆地生态系统碳循环过程的研究中已得到广泛应用。目前, 自然丰度法、与¹³C贫化示踪技术结合的自由空气中气体浓度增加(FACE)实验、脉冲与连续标记法以及碳同位素高丰度底物富集标记法是研究陆地生态系统碳循环过程常用的碳同位素示踪方法; 通过将长期定位实验和室内模拟实验结合, 量化光合碳在植物-土壤系统的传输与分配特征, 明确植物光合碳对土壤有机质的来源、稳定化过程的影响及其微生物驱动机制; 阐明土壤碳动态变化(迁移与转化)和新碳与老碳对土壤碳库储量的相对贡献, 评估有机碳输入、转化与稳定的生物与非生物微观界面过程机制。然而, 生态系统碳循环受气候、植被、人为活动等多因素影响, 碳同位素技术需要结合质谱、光谱技术实现原位示踪, 结合分子生物学技术阐明其微生物驱动机制, 从而构建灵敏、准确、多尺度、多方位的同位素示踪技术体系。因此, 该文以稳定碳同位素为主, 综述了碳同位素示踪技术的原理、分析方法和在陆地生态系统碳循环过程中的应用进展, 归纳总结了碳同位素示踪技术结合原位检测技术和分子生物学技术的研究进展和应用前景, 并对碳同位素示踪技术存在的问题进行了分析和展望。