一株硝基還原假單胞菌的溶磷特性及對碳循環(huán)相關基因的影響

喬志偉　劉超　王紅

摘要：為提高黔中黃壤區(qū)農(nóng)田土壤磷素的有效性，以從該地區(qū)篩選的1株具有溶磷能力的硝基還原假單胞菌（QHR-9）為試驗菌株，通過室內(nèi)搖瓶培養(yǎng)試驗研究菌株的溶磷特性。設置對照、QHR-9、QHR-9+葡萄糖、QHR-9+組合糖類等4個處理，通過室外土壤培養(yǎng)試驗研究菌株在土壤中的作用及對碳循環(huán)相關基因的影響。室內(nèi)搖瓶培養(yǎng)試驗結果表明，培養(yǎng)第7 d，QHR-9對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉的溶解能力分別為645.82 mg/L、269.17 mg/L、272.45 mg/L; QHR-9在10種不同碳源條件下溶磷能力為28.06～645.82 mg/L，在10種組合碳源條件下的溶磷能力為92.31 mg/L。室外土壤培養(yǎng)試驗結果表明，QHR-9可以顯著增加土壤有效磷含量、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性、硝基還原假單胞菌豐度等，QHR-9+葡萄糖與QHR-9+組合糖類處理上述4項指標均高于QHR-9處理；土壤pH以QHR-9+葡萄糖處理最低，與QHR-9、QHR-9+組合糖類處理差異不顯著；QHR-9處理微生物碳循環(huán)糖基轉移酶（GT）和輔助活性酶（AA）基因相對豐度與對照相比降低，糖苷水解酶（GH）基因相對豐度增加，QHR-9+葡萄糖和QHR-9+組合糖類處理加劇了這一變化趨勢。相關性分析結果表明，土壤有效磷含量、pH、酸性（堿性）磷酸酶活性與微生物碳循環(huán)相關基因相對豐度均有顯著或極顯著相關性。

關鍵詞：硝基還原假單胞菌;溶磷特性；不同碳源；碳循環(huán)基因

中圖分類號：S154.3文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2023）05-1151-08

Phosphorus solubilizing characteristics of a Pseudomonas nitroreducens strain and its effect on carbon cycling related genesQIAO Zhi-wei1，2，3，LIU Chao2，WANG Hong2

（1.College of Agriculture， Anshun University， Anshun 561000， China；2.College of Resources and Environmental Engineering， Anshun University， Anshun 561000， China；3.Rural Revitalization Research Center of Guizhou Universities， Anshun 561000， China）

Abstract：To improve soil phosphorus availability in yellow soil area farmland of central Guizhou， a Pseudomonas nitroreducens strain （QHR-9） with phosphorus-solubilizing ability was selected from this area as the test strain. The phosphorus solubilization characteristics of the strain were studied by laboratory shaking flask culture test. Outdoor soil culture experiments were conducted to study the effect of the strain in soil and its effect on carbon cycling related genes， based on four treatments which contained CK， QHR-9， QHR-9+glucose and QHR-9+combined carbohydrate. Results of laboratory shaking flask culture test showed that， the dissolution capacity of QHR-9 to tricalcium phosphate， aluminum phosphate and ground phosphorite were 645.82 mg/L， 269.17 mg/L and 272.45 mg/L respectively on the 7th day of culturing. The phosphorus solubilizing capacity of QHR-9 was 28.06-645.82 mg/L under ten carbon sources conditions， the phosphorus solubilizing capacity under the combined ten carbon source condition was 92.31 mg/L. Results of outdoor soil culture experiments showed that， QHR-9 could significantly increase soil available phosphorus content， acid phosphatase activity， alkaline phosphatase activity and relative abundance of Pseudomonas nitroreducens strain， etc. Under QHR-9+glucose treatment and QHR-9+combined carbohydrate treatment， the above four indexes were significantly higher than those under QHR-9 treatment. Under QHR-9+glucose treatment， the pH was the lowest， and there was no significant difference between QHR-9 or QHR-9+ combined carbohydrate treatment. Compared with CK， the relative abundance of glycosyltransferases （GT） and auxiliary actives （AA） genes of microbial carbon cycle under QHR-9 treatment decreased， while the relative abundance of glycoside hydrolases （GH） genes increased， the variation trend was exacerbated by QHR-9+glucose treatment and QHR-9+ combined carbohydrate treatment. Correlation analysis showed that， soil available phosphorus content， pH， acid phosphatase or alkaline phosphatase activity were significantly or extremely significantly correlated with relative abundance of microbial carbon cycling related genes.

Key words：Pseudomonas nitroreducens strain;phosphorus solubility;different carbon sources;carbon cycle gene

磷在植物生長發(fā)育中發(fā)揮著重要的作用[1]，磷素的豐缺影響生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的穩(wěn)定性[2]。磷素易在土壤中累積，這是其利用率較低的重要原因。溶磷細菌可以改善土壤磷素的有效性，因此成為土壤磷素利用研究的熱點方向。通過溶磷細菌的作用，對化學磷肥減量增效和增加作物產(chǎn)量等都有積極的效果[3-5]。不同碳源條件下，微生物溶磷能力差異較大[6-7]，研究溶磷細菌在不同碳源條件下的溶磷特性是其應用的前提之一。土壤溶磷細菌種類多樣，芽孢桿菌、假單胞菌等屬中許多種類的微生物都具有溶磷能力，但是關于硝基還原假單胞菌作為溶磷細菌的研究未見報道。

碳是微生物有機體的能源物質，也是重要的結構物質，微生物介導的碳循環(huán)是地球物質循環(huán)的重要組成部分，其微生物驅動機制和關鍵功能基因是重要研究內(nèi)容[8]。外源磷添加可以通過改變木質素的分解和微生物殘體的分解[2]、土壤呼吸[9]、團聚體的穩(wěn)定性[10]等影響碳循環(huán)進程。土壤微生物碳循環(huán)相關基因豐度與碳合成、分解等有密切關系[11]，宏基因組學及碳水化合物活性酶（CAZY）數(shù)據(jù)庫的不斷完善為全面研究微生物碳循環(huán)相關基因提供了前提條件。溶磷細菌施用增加了土壤有效磷含量，由溶磷微生物作用導致的土壤有效磷含量增加對碳循環(huán)相關基因的影響，需要進一步分析，且通過宏基因組學探討溶磷細菌對微生物碳循環(huán)相關基因的影響鮮有研究。

本研究試驗菌株為具有溶磷特性的硝基還原假單胞菌，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗，研究其在不同碳源條件下的溶磷能力；通過土壤培養(yǎng)試驗，設置空白、溶磷細菌、溶磷細菌+葡萄糖、溶磷細菌+組合糖類等4個處理，測定土壤養(yǎng)分含量、磷酸酶活性、硝基還原假單胞菌豐度、碳循環(huán)相關基因豐度等指標，并分析不同指標之間的相關性，以期為溶磷細菌的應用和探究溶磷細菌對土壤微生物碳循環(huán)的影響提供理論基礎。

1材料與方法

1.1試驗菌株

試驗菌株為硝基還原假單胞菌QHR-9，來源于安順學院微生物實驗室，經(jīng)鑒定為硝基還原假單胞菌，從貴州省安順市農(nóng)田土壤中分離出來，具有較強的溶磷能力。菌株16S rDNA 序列分析采用引物 7f （5′-CAGAGTTTGATCCTGGCT-3′） 、1540r （5′-AGGAGGTGATCCAGCCGCA-3′） 建立擴增反應體系并測序[12]，將獲得的 DNA 序列輸入 GenBank，用BLAST 程序與數(shù)據(jù)庫中的所有序列進行比對，通過MEGA 7.0軟件和 Neighbor-Joining 方法[13]進行系統(tǒng)發(fā)育樹的構建。

1.2菌株溶磷特性測定

1.2.1菌株活化培養(yǎng)基（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）牛肉膏5.0 g，蛋白胨10.0 g，氯化鈉5.0 g ，水1.0 L，調節(jié)pH 6.5～7.5。

1.2.2溶磷能力測定培養(yǎng)基（NBRIP）[14]葡萄糖10.0 g，磷酸三鈣5.0 g，氯化鎂5.0 g，硫酸鎂0.25 g，硫酸銨0.1 g，氯化鉀0.2 g；磷酸三鈣（或磷酸鋁、磷礦粉）5.0 g，水1.0 L，調節(jié)pH6.5～7.5。

1.2.3菌株的活化將保存于4 ℃冰箱中的菌株取出，接種在滅菌冷卻后的活化培養(yǎng)基上培養(yǎng)24 h，備用。

1.2.4菌株對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉的溶解能力將配制好的NBRIP培養(yǎng)液分裝在250 ml三角瓶中，每瓶裝培養(yǎng)液100 ml，滅菌后冷卻，將1 ml活化好的菌液接種于冷卻后的NBRIP培養(yǎng)液中，振蕩培養(yǎng)，無菌操作下分別在第1 d、第3 d、第5 d、第7 d取培養(yǎng)液5 ml，離心后取上清液測定其有效磷含量，并設置空白對照。根據(jù)接種菌株培養(yǎng)液有效磷含量和空白培養(yǎng)液有效磷含量的差值計算菌株對難溶態(tài)磷酸鹽（磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉）的溶解能力，每個處理（包括空白對照）設置3次重復。

1.2.5不同碳源條件下菌株溶磷能力在NBRIP液體培養(yǎng)基中，難溶態(tài)磷為磷酸三鈣。分別以鼠李糖、淀粉、蔗糖、乳糖、木糖、甘露醇、麥芽糖、纖維二糖、葡聚糖等糖類等質量替換葡萄糖，接菌（菌液與培養(yǎng)液體積比為1∶100）振蕩培養(yǎng)7 d，并設置空白對照，測定培養(yǎng)液有效磷含量，分析不同碳源條件下菌株的溶磷能力。

在NBRIP培養(yǎng)基中，以葡萄糖、鼠李糖、淀粉、蔗糖、乳糖、木糖、甘露醇、麥芽糖、纖維二糖、葡聚糖等10種糖類物質組合作為碳源，各糖類質量比為1∶1，組合碳源含量為10 g/L，接菌（菌液與培養(yǎng)液體積比為1∶100）振蕩培養(yǎng)7 d，并設置空白對照，測定培養(yǎng)液有效磷含量，分析組合碳源條件下菌株的溶磷能力。

1.3外加碳源條件下菌株土壤培養(yǎng)試驗

1.3.1試驗土壤試驗土壤采集于貴州省安順市西秀區(qū)的農(nóng)田，風干后過篩備用。土壤養(yǎng)分基本性質如下：pH 4.23， 堿解氮含量137.12 mg/kg，有效磷含量79.65 mg/kg，速效鉀含量318.10 mg/kg，全氮含量2.45 g/kg，全磷含量 0.91 g/kg，全鉀含量28.02 g/kg，有機質含量39.03 g/kg。

1.3.2試驗設計將采集的土樣風干，過篩后裝盆，每盆裝土1.5 kg，共設置4個處理，分別為對照（CK）、QHR-9、QHR-9+葡萄糖（QHR-9P）、QHR-9+組合糖類（QHR-9C），每個處理重復3次。其中QHR-9菌液接種量為1%（菌液與土壤體積質量比），組合糖類為葡萄糖、淀粉、乳糖、木糖、甘露醇、麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、鼠李糖、葡聚糖等10種糖類按照質量等比配制而成，試驗設計見表1。

將上述物質加入塑料盆后與土壤充分混勻，放置在室外，培養(yǎng)時間為60 d，定期管理。培養(yǎng)結束后，采集表層新鮮土樣50 g左右，除去雜草等雜質后裝于塑封袋中，樣品采集完成后放在干冰箱中寄送至生工生物工程（上海）股份有限公司，進行土壤宏基因組測序；剩余的土樣風干后過篩，進行土壤養(yǎng)分和磷酸酶活性的測定。

1.3.3土壤養(yǎng)分和磷酸酶活性測定土壤有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉溶液浸提后，使用鉬銻抗比色法測定[15]；pH通過pH計直接測定（水土質量比為1∶1）[15]；土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法 [15]測定；土壤酸性或堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法[16]測定。

1.3.4土壤宏基因組測定

1.3.4.1土壤DNA提取和宏基因組測序稱取土樣0.5 g，使用E.Z.N.A Mag-Bind Soil DNA Kit試劑盒，按照說明書上的方法提取總群落基因組DNA，使用Qubit 4.0測量DNA濃度。取500 ng DNA樣品進行宏基因組測序，采用Illumina NovaSeq 6000高通量測序平臺測序。

1.3.4.2宏基因組序列分析方法測得的原始數(shù)據(jù)使用Trimmonmatic進行過濾處理，默認參數(shù)值為Q20，去除得分值低于Q20的質量序列，得到Clean數(shù)據(jù)；使用基于De Bruijn graph原理的拼接軟件IDBA_UD對優(yōu)質的reads進行拼接組裝，獲得contigs；選擇100 bp以上的基因，翻譯出蛋白質序列。將所有預測出來的基因序列，用CD-HIT軟件進行聚類（設置參數(shù)為95% identify、90 coverage），構建非冗余基因集[17]。

1.3.4.3物種豐度分析方法將基因與美國國立生物技術信息中心（NCBI）數(shù)據(jù)庫進行BLASTp同源性比對，得到物種相關信息及豐度信息。

1.3.4.4碳水化合物活性酶注釋分析方法通過HMMER3將翻譯出的蛋白質序列與CAZY數(shù)據(jù)庫比對，得到其相應的碳水化合物活性酶注釋，篩選條件Evalue<1×10-5，并統(tǒng)計CAZY各功能層級的豐度。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016和SPSS 20.0等軟件進行數(shù)據(jù)處理和顯著性分析。

2結果與分析

2.1QHR-9同源性分析及系統(tǒng)發(fā)育樹

菌株QHR-9 的16S rDNA序列長度為1 477 bp，對其進行序列分析，結果（圖1）表明，QHR-9與硝基還原假單胞菌[Pseudomonas nitroreducens strain（NR 042435.1）]同源性最接近。

2.2QHR-9溶磷特性

2.2.1QHR-9對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉等的溶解能力QHR-9對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉等的溶解能力見表2。由表2可知，QHR-9對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉的溶解能力在第1～5 d隨時間延長呈現(xiàn)顯著增加的趨勢，第7 d菌株溶磷能力趨于穩(wěn)定。QHR-9在第7 d對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉的溶解能力分別為645.82 mg/L、269.17 mg/L、272.45 mg/L，說明QHR-9菌株對各種難溶態(tài)磷酸鹽具有較強的溶解能力。

2.2.2不同碳源條件下QHR-9的溶磷特性由表3可知，在不同碳源條件下QHR-9溶磷能力差異較大，菌株以葡萄糖為碳源的溶磷能力顯著高于其他糖類，以乳糖為碳源時溶磷能力次之，為201.82 mg/L，以淀粉、甘露醇、蔗糖、木糖、麥芽糖、鼠李糖、葡聚糖、纖維二糖等為碳源，其溶磷能力均在100.00 mg/L以下，菌株對這些糖類的利用率較低。QHR-9在10種碳源條件下溶磷能力范圍在28.06～645.82 mg/L，最大變化幅度為617.76 mg/L。QHR-9在組合碳源條件下的溶磷能力為92.31 mg/L，比以葡萄糖為單獨碳源時的溶磷能力降低了85.71%。

2.3QHR-9土壤培養(yǎng)試驗

2.3.1土壤養(yǎng)分含量由表4可知，QHR-9各處理土壤有效磷含量均顯著高于CK，QHR-9、QHR-9P、QHR-9C處理土壤有效磷含量分別比CK增加了9.74 mg/kg、20.81 mg/kg、17.16 mg/kg，施用QHR-9對土壤有效磷含量的增加效果顯著，QHR-9P、QHR-9C處理土壤有效磷含量顯著高于QHR-9。

各處理土壤pH值為4.11～4.20，QHR-9各處理土壤pH差異不顯著。QHR-9處理土壤有機質含量為38.81 mg/kg，與對照差異不顯著，QHR-9P、QHR-9C處理土壤有機質含量分別為40.59 mg/kg、40.89 mg/kg，顯著高于QHR-9，但2個處理之間差異不顯著。

2.3.2土壤磷酸酶活性由圖2可知，CK、QHR-9、QHR-9P、QHR-9C處理土壤酸性磷酸酶活性分別為2.24 mg/kg、2.67 mg/kg、3.31 mg/kg、3.71 mg/kg，QHR-9、QHR-9P、QHR-9C處理的土壤酸性磷酸酶活性分別比CK顯著增加了19.20%、47.77%、65.63%，溶磷細菌可以顯著增加土壤酸性磷酸酶的活性，QHR-9P、QHR-9C處理酸性磷酸酶活性分別比QHR-9處理顯著增加了23.97%、38.95%，溶磷細菌與葡萄糖或者組合糖類可以進一步增加土壤酸性磷酸酶的活性；QHR-9C處理土壤酸性磷酸酶活性最高，比QHR-9P處理顯著增加了12.08%。各處理土壤堿性磷酸酶活性的變化趨勢與酸性磷酸酶一致。

2.3.3土壤硝基還原假單胞菌（Pseudomonas nitroreducens strain）豐度由圖3可知，培養(yǎng)60 d后QHR-9各處理土壤Pseudomonas nitroreducens strain的相對豐度顯著高于CK，QHR-9、QHR-9P、QHR-9C處理土壤Pseudomonas nitroreducens strain的相對豐度分別比CK顯著增加了36.56%、67.44%、82.90%，QHR-9在土壤中表現(xiàn)出較強的生長和繁殖能力；QHR-9P、QHR-9C處理土壤Pseudomonas nitroreducens strain的相對豐度分別比QHR-9顯著增加了22.61%、33.93%，添加葡萄糖或者組合糖類可以進一步增強QHR-9在土壤中的生存能力。

2.3.4土壤微生物碳循環(huán)相關基因相對豐度GH（糖苷水解酶）參與土壤有機碳分解，GT（糖基轉移酶）參與土壤有機碳生物合成， AA（輔助活性酶）參與木質素的微生物分解。由表5可知，QHR-9處理微生物碳循環(huán)基因相關GT基因相對豐度與對照相比顯著減少，GH基因相對豐度呈現(xiàn)增加趨勢，比對照顯著增加，溶磷細菌可以在一定程度上影響土壤微生物碳循環(huán)；QHR-9+葡萄糖和QHR-9+組合糖類處理微生物碳循環(huán)相關基因AA、GT豐度與QHR-9處理相比，均呈減少趨勢，GH基因相對豐度呈現(xiàn)增加趨勢，QHR-9與葡萄糖或者組合糖類共同施用，進一步影響了土壤微生物碳循環(huán)相關基因的相對豐度；QHR-9+葡萄糖和QHR-9+組合糖類處理微生物碳循環(huán)各類基因豐度之間差異均不顯著。

2.3.5土壤微生物碳循環(huán)基因相對豐度與土壤養(yǎng)分含量、磷酸酶活性的相關性由表6可知，土壤有效磷含量、酸性磷酸酶活性、堿性磷酸酶活性與AA、GT基因相對豐度呈現(xiàn)極顯著負相關，與GH基因相對豐度呈現(xiàn)極顯著正相關；pH與AA、GT基因相對豐度呈現(xiàn)極顯著正相關，與GH基因相對豐度呈現(xiàn)顯著負相關；有機質含量與GH基因相對豐度呈現(xiàn)顯著正相關，與AA、GT基因相對豐度相關性不顯著。

3討論與結論

3.1溶磷細菌溶磷能力及不同碳源對其影響

微生物對難溶態(tài)磷酸鹽的溶解能力是評價其溶磷能力大小的重要指標[18-19]。溶磷能力為接菌培養(yǎng)后培養(yǎng)液有效磷含量與未接菌培養(yǎng)液有效磷含量的差值。李慧萍等[20]對祁連山云杉林土壤溶磷細菌的研究中篩選出5株對磷酸三鈣溶解能力為387.41～479.87 mg/L的菌株；朱芙蓉等[21]在滇重樓根際土壤分離出42株無機溶磷細菌，對磷酸三鈣溶磷能力為66.68～104.10 mg/L；劉萍等[22]的研究結果顯示，溶磷細菌RPB03在較高的溫度、鹽度和堿性條件下對磷酸三鈣溶磷能力均在300.00 mg/L以上；呂俊等[23]、劉春菊等[24]篩選的溶磷菌株對磷酸三鈣溶磷能力在200 mg/L以上。本試驗中，在培養(yǎng)第7 d QHR-9對磷酸三鈣、磷酸鋁、磷礦粉的溶解能力分別為645.82 mg/L、269.17 mg/L、272.45 mg/L，對各種難溶態(tài)磷酸鹽都具有較強的溶解能力，可以作為黔中黃壤區(qū)農(nóng)田土壤溶磷細菌研究的菌株資源。

培養(yǎng)基碳源種類對溶磷微生物溶磷能力影響較大[8]。本試驗中，QHR-9以葡萄糖為碳源時溶磷能力最強，在10種碳源條件下其溶磷能力為28.06～645.82 mg/L，最大變化幅度為617.76 mg/L。這是因為溶磷細菌對不同碳源的利用率不盡相同，在利用率高的碳源條件下溶磷能力強，在無法利用或者利用率較低的碳源條件下溶磷能力顯著降低。研究結果表明，不同碳源通過影響微生物產(chǎn)生有機酸的種類和含量不同進而影響溶磷能力[25] ，產(chǎn)生有機酸是微生物溶磷的重要機理之一[26-27]。溶磷細菌研究的關鍵在于應用，土壤中的碳源種類繁多，含量也不盡相同，因此研究碳源對菌株溶磷能力的影響，不僅要分析單一碳源的影響，更要分析組合碳源的影響。本研究采用室內(nèi)搖瓶培養(yǎng)，QHR-9在組合碳源條件下的溶磷能力比以葡萄糖為單一碳源降低了85.71%，組合碳源是10種糖類的等量組合，其中有8種是QHR-9利用率較低的碳源，其余2種利用率較高的碳源在培養(yǎng)液中的含量也較低，不足以提供其正常生長所需要的能量物質，因此菌株在組合碳源條件下的溶磷能力也較低。

3.2溶磷細菌外加碳源對土壤有效磷含量、磷酸酶活性和微生物碳循環(huán)相關基因相對豐度的影響本研究中，QHR-9各處理與CK相比，土壤有效磷含量均顯著增加，這與Barra等[28]的研究結果相同，溶磷細菌在提升土壤磷素有效性方面發(fā)揮積極的作用；QHR-9P處理的土壤有效磷含量最高，溶磷細菌與其可高效利用的碳源共同施用，對溶磷能力的發(fā)揮可以起到協(xié)同作用。土壤磷酸酶的作用之一是將有機磷轉化為無機磷[29] ，酸性磷酸酶是中國農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)磷素有效性的重要預測因子[30] ，堿性磷酸酶活性高低與微生物磷素豐缺有顯著相關性[29]。本研究中QHR-9C處理的土壤磷酸酶活性最高，溶磷細菌增加土壤有效磷含量的重要原因之一是磷酸酶活性增強，這與 Angelica等[31]、張雪梅等[32]的研究結果一致。微生物增殖會導致土壤磷酸酶活性增強[33]，本研究中不同處理土壤Pseudomonas nitroreducens strain相對豐度與土壤有效磷含量、酸性磷酸酶活性、堿性磷酸酶活性等呈現(xiàn)一致的變化趨勢，QHR-9的增殖在一定程度上增加了磷酸酶活性，進而促進了土壤有效磷含量的增加。在土壤中添加不穩(wěn)定碳源（葡萄糖等），微生物可以利用添加的碳源進行自身生長[34]，因此本試驗中QHR-9P和QHR-9C處理土壤碳循環(huán)相關基因相對豐度顯著高于QHR-9處理，土壤中以QHR-9 為代表的溶磷細菌數(shù)量的增加，進一步促進了土壤磷酸酶活性和有效磷含量等磷素相關指標的變化。

土壤碳循環(huán)相關基因中，GH參與有機碳的微生物分解，GT與有機碳的合成有關，AA參與木質素的微生物分解。QHR-9處理土壤GT基因相對豐度與對照相比呈現(xiàn)減少趨勢，GH基因相對豐度增加，這可能是因為溶磷細菌需要利用土壤中的碳源作為生長的碳骨架和能源物質，維持自身生長和發(fā)揮溶磷能力，促進了土壤碳的分解，土壤有機碳分解相關基因GH相對豐度增加，有機碳合成相關基因GT相對豐度減少。Luo等[2]的研究結果表明，添加人工磷，通過降低氧化酶活性抑制了木質素的分解，施用溶磷細菌的土壤有效磷含量顯著增加，有效磷含量的增加對木質素的分解產(chǎn)生抑制作用，與木質素分解有關的AA基因豐度呈現(xiàn)下降的趨勢。外加不穩(wěn)定碳源（葡萄糖等）會產(chǎn)生正激發(fā)效應，導致土壤有機碳分解增加[34]，因此QHR-9C處理GH基因相對豐度高于QHR-9處理，QHR-9C處理的GT基因相對豐度與QHR-9處理相比呈下降趨勢。QHR-9+葡萄糖與QHR-9+組合糖類處理GH、GT、AA基因相對豐度差異不顯著，這可能與土壤微生物系統(tǒng)的復雜性以及對碳源利用的多樣性有關，單獨加入葡萄糖或者加入組合糖類，兩者對土壤微生物碳循環(huán)相關基因影響的差異性較小。

3.3土壤微生物碳循環(huán)相關基因相對豐度與土壤養(yǎng)分含量、磷酸酶活性的相關性本研究中，土壤有效磷含量與微生物碳循環(huán)AA、GT基因相對豐度等均呈現(xiàn)極顯著負相關，與GH基因相對豐度呈現(xiàn)極顯著正相關。土壤有效磷是影響土壤微生物碳循環(huán)功能相關基因的重要因素，袁銀龍等[35]的研究結果也證明土壤有效磷對土壤微生物碳循環(huán)具有重要影響，這也揭示了外源磷添加對碳庫的影響，即外源磷添加會增加土壤有效磷含量，進而影響碳循環(huán)過程。在影響微生物群落和結構方面，pH是關鍵因子之一[36]，Dai等[37]的研究結果表明，土壤pH與土壤微生物碳循環(huán)AA、GT基因相對豐度呈正相關，與GH基因相對豐度呈負相關，這與本試驗研究結果一致。溶磷細菌在土壤中分泌低分子量有機酸，通過降低土壤pH促進有效磷含量的增加，土壤pH的變化與有效磷含量的變化呈現(xiàn)相反趨勢，因此pH與土壤微生物碳循環(huán)相關基因相對豐度的相關性也呈相反的趨勢。微生物參與土壤有機質的分解和合成，因此與微生物碳循環(huán)相關基因有密切的關系。本研究中，由于試驗包含添加葡萄糖或組合糖等處理，有機質含量僅與GHs基因相對豐度呈現(xiàn)顯著正相關。

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