Soil Biology and Biochemistry：18O-H2O方法测定土壤微生物碳利用效率
【欢迎您关注--农业环境科学】
中国科学院沈阳应用生态研究所白娥研究员团队以长白山温带森林土壤为研究对象，利用18O标记的葡萄糖和18O标记的水作为两种不同的O源，分析两者对微生物DNA中O元素的贡献。相关成果发表于Soil Biology and Biochemistry（IF=5.29）。
阅读论文全文请点击文末阅读原文。
•The best incubation time for 18O-H2O approach to study microbial CUE was 48 h.
•Soil microbes used more than 90% water oxygen for their new DNA synthesis.
•A conversion factor of 1.1 was found for CUE estimation for our studied soil.
The 18O-labelled water approach has been widely used to estimate microbial carbon use efficiency (CUE). However, this approach assumes that oxygen in microbial DNA synthesis is 100% from water while this assumption has not been tested. We tested this assumption using 18O-labelled glucose and 18O-labelled water to see their contributions to the oxygen in microbial DNA synthesis. Results showed microbes used less than 8.3% glucose-oxygen and more than 91.7% water-oxygen for their DNA synthesis. The 18O-labelled water method for estimation of CUE has proven to be reliable under low enrichment of 18O in soil water. We suggest to use a correction factor (i.e., 1.1 in this study) to account for oxygen incorporated into DNA from other sources than water.
土壤微生物的碳利用效率是描述微生物活性的重要指标，研究发现引入微生物碳利用效率的模型能够更准确地预测土壤碳循环过程。微生物碳利用效率的测量一直受到研究方法的限制。最新一些研究将18O标记的水加入土壤后进行培养，分析微生物DNA中18O的变化以获得微生物的生长速率，进而计算微生物的碳利用效率。这种方法的前提假设是：微生物DNA中的O元素全部来自于水。但是微生物也可能利用土壤有机质中的O。因此，该方法的基本假设需要实验给予证明。
中国科学院沈阳应用生态研究所生物地球化学组以长白山温带森林土壤为研究对象，利用18O标记的葡萄糖和18O标记的水作为两种不同的O源，分析两者对微生物DNA中O元素的贡献。研究结果表明：1）添加18O标记物后，微生物的18O-DNA丰度在48小时后达到最高值，表明利用此方法分析微生物碳利用效率的培养时间不应超过48小时；2）通过混合模型计算得出，新形成的微生物DNA中8.3%的O元素来自于葡萄糖，91.7%来自于水。由于葡萄糖是土壤中比较容易被微生物利用的有机物，当考虑整个土壤有机质库时，其对微生物DNA中O元素的贡献应该低于8.3%，而更多的O来自于土壤水。因此，本研究结果表明：利用18O-H2O培养法来估算微生物生长和碳利用效率时的基本假设是正确的，但研究人员建议用转换因子计算最终的碳利用效率将更为准确。
农业环境科学--推荐阅读