In a warmer world, microbial decomposition of previously frozen organic carbon (C) is one of the most likely positive climate feedbacks of permafrost regions to the atmosphere. However, mechanistic understanding of microbial mediation on chemically recalcitrant C instability is limited; thus, it is crucial to identify and evaluate active decomposers of chemically recalcitrant C, which is essential for predicting C-cycle feedbacks and their relative strength of influence on climate change. Using stable isotope probing of the active layer of Arctic tundra soils after depleting soil labile C through a 975-day laboratory incubation, the identity of microbial decomposers of lignin and, their responses to warming were revealed. The β-Proteobacteria genus Burkholderia accounted for 95.1% of total abundance of potential lignin decomposers. Consistently, Burkholderia isolated from our tundra soils could grow with lignin as the sole C source. A 2.2 °C increase of warming considerably increased total abundance and functional capacities of all potential lignin decomposers. In addition to Burkholderia, α-Proteobacteria capable of lignin decomposition (e.g. Bradyrhizobium and Methylobacterium genera) were stimulated by warming by 82-fold. Those community changes collectively doubled the priming effect, i.e., decomposition of existing C after fresh C input to soil. Consequently, warming aggravates soil C instability, as verified by microbially enabled climate-C modeling. Our findings are alarming, which demonstrate that accelerated C decomposition under warming conditions will make tundra soils a larger biospheric C source than anticipated.

中文翻译：

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阿拉斯加的冬季变暖加速了由变形杆菌引起的木质素分解。

在一个更温暖的世界中，先前冻结的有机碳（C）的微生物分解是多年冻土地区向大气最有可能的积极气候反馈之一。但是，对微生物介导的化学顽固性C不稳定性的机理了解有限。因此，确定和评估化学顽固性C的活性分解剂至关重要，这对于预测C循环反馈及其对气候变化的相对影响强度至关重要。通过在975天的实验室温育中消耗掉土壤中不稳定的C后，使用稳定的同位素探测北极苔原土壤活性层，揭示了木质素的微生物分解物及其对变暖的反应。β-变形杆菌属伯克霍尔德氏菌占潜在木质素分解物总丰度的95.1％。一致地，从我们的冻原土壤中分离出来的伯克霍尔德氏菌可以用木质素作为唯一的碳源来生长。温度每升高2.2°C，所有潜在的木质素分解物的总丰度和功能能力就会大大提高。除了伯克霍尔德氏菌外，通过加热82倍，还可以刺激具有木质素分解能力的α-变形杆菌（例如，缓生根瘤菌和甲基杆菌属）。这些群落的变化共同使引发作用加倍，即在将新鲜的碳输入土壤后将现有的碳分解。因此，变暖加剧了土壤C的不稳定性，这一点已通过微生物启用的气候C模型进行了验证。我们的发现令人震惊，表明变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。升温2°C会大大增加所有潜在木质素分解剂的总丰度和功能能力。除了伯克霍尔德氏菌外，通过加热82倍，还可以刺激能够分解木质素的α-变形杆菌（例如，根瘤菌和甲基杆菌属）。这些群落的变化共同使引发作用加倍，即在将新鲜的碳输入土壤后将现有的碳分解。因此，变暖加剧了土壤C的不稳定性，这一点已通过微生物启用的气候C模型进行了验证。我们的发现令人震惊，这表明在变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。升温2°C会大大增加所有潜在木质素分解剂的总丰度和功能能力。除了伯克霍尔德氏菌外，通过加热82倍，还可以刺激具有木质素分解能力的α-变形杆菌（例如，缓生根瘤菌和甲基杆菌属）。这些群落的变化共同使引发作用加倍，即在将新鲜的碳输入土壤后将现有的碳分解。因此，变暖加剧了土壤C的不稳定性，这一点已通过微生物启用的气候C模型进行了验证。我们的发现令人震惊，这表明在变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。通过加热82倍来刺激能够木质素分解的α-变形杆菌（例如，根瘤菌属和甲基杆菌属）。这些群落的变化共同使引发作用加倍，即在将新鲜的碳输入土壤后将现有的碳分解。因此，变暖加剧了土壤C的不稳定性，这一点已通过微生物启用的气候C模型进行了验证。我们的发现令人震惊，表明变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。通过加热82倍来刺激能够木质素分解的α-变形杆菌（例如，根瘤菌属和甲基杆菌属）。这些群落的变化共同使引发作用加倍，即在将新鲜的碳输入土壤后将现有的碳分解。因此，变暖加剧了土壤C的不稳定性，这一点已通过微生物启用的气候C模型进行了验证。我们的发现令人震惊，表明变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。经微生物启用的Climate-C建模验证。我们的发现令人震惊，表明变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。经微生物启用的Climate-C建模验证。我们的发现令人震惊，这表明在变暖条件下加速的碳分解将使苔原土壤成为比预期更大的生物圈碳源。