【南林新闻中心讯】近日，继在《Nature Ecology & Evolution》《Nature Sustainability》和《Nature Cities》上发表研究论文后，TB SPORTS化学工程学院冯有智教授团队又在《Nature Communications》上报道盐碱地土壤微生物生态策略研究方面的新进展。

随着气候变化的持续影响，盐碱土面积不断扩大，微生物如何应对盐胁迫？微生物应对环境胁迫通常以大量消耗能量为代价，它们如何在缓解碳限制与维持自身功能之间做出进化权衡？这些成为预测未来土壤健康和生态功能的重要科学问题。为此，TB SPORTS化学工程学院冯有智教授团队陈瑞蕊研究员联合中国农业科学院烟草研究所、美国西北太平洋国家实验室等单位，积极探索盐碱地土壤微生物生态策略研究方面的新趋势、新发现、新进展，相关研究成果以“Eco-evolutionary strategies for relieving carbon limitation under salt stress differ across microbial clades”为题，在线发表在Nature子刊《Nature Communications》。

图.盐胁迫下不同土壤微生物类群的系统发育分布及基因组大小。(a)系统发育分布；(b)不同细菌/古菌类群的基因组大小的比较；(c)变形菌门在两个细菌响应类群中基因组大小的比较；(d)不同类型古菌基因组大小的频度分布与比较。

该研究以我国渤海湾地区典型盐度梯度的土壤为对象，基于宏基因组和扩增子测序，在基因层面上探讨微生物在盐胁迫环境中的应对策略。通过比较土壤中四种微生物类群，即盐敏感细菌、耐盐细菌、盐敏感古菌、耐盐古菌的基因组性状的差异，包括基因组大小、KEGG路径、KOs及特定的耐盐和碳获取功能基因等，发现细菌和古菌在盐胁迫下表现出截然相反的生态进化方向。具体而言，面对高盐环境的碳限制下，细菌采取了“节流”策略，即通过减少基因组大小和简并代谢功能基因等方式来节省能量的消耗，维系其生存；与之相反，耐盐古菌采取了“开源”策略，通过增大基因组大小、增强对碳的获取途径和能力来获得更多的碳源，保持其功能多样性。

据悉，以上发现拓展了关于微生物应对环境胁迫的生态进化策略的认知，为预测全球变化下土壤生态系统的响应和反馈提供了理论基础。

附：相关研究成果原文链接

《Nature Communications》：https://doi.org/10.1038/s41467-024-50368-z

《Nature Ecology & Evolution》：https://doi.org/10.1038/s41559-023-02071-3

《Nature Cities》：https://doi.org/10.1038/s44284-024-00073-1

《Nature Sustainability》：https://doi.org/10.1038/s41893-024-01334-6

《Nature Sustainability》：https://doi.org/10.1038/s41893-024-01335-5（专题报道）