近日，我校生态与资源工程学院郑生猛副教授团队在土壤碳循环微生物研究领域取得新进展。土壤微生物在调控土壤-大气碳痕量气体（CO2、CH4和CO）交换中扮演着关键角色。其中，携带cbbL基因的自养细菌能够固定CO2，携带pmoA基因的甲烷氧化菌是大气CH4的主要生物汇，而携带coxL基因的CO氧化细菌则直接消耗大气中的CO。这三类微生物共同构成了一个协同作用的“微生物碳泵”，对碳相关温室气体动态具有重要调控作用。
研究团队沿我国东部从热带到中温带的纬度梯度，系统采集了240对相邻旱地与水田土壤样品，通过定量PCR技术分析了三类功能基因的丰度特征。结果显示，cbbL基因在旱地土壤中更为丰富，而甲烷氧化菌在水田中的丰度较旱地高出1–3个数量级，coxL基因在两类土壤中则保持相近水平。
进一步通过结构方程模型揭示，旱地系统中空间地理因素是影响cbbL和pmoA基因分布的主要驱动力，而在水田系统中，总细菌丰度成为所有三个功能基因的关键预测因子。该发现为理解不同农业生态系统中微生物碳循环功能的调控机制提供了新视角。
本研究首次在大陆尺度上系统阐明了三类碳循环功能基因的共同分布规律，揭示了农田土壤碳循环微生物功能群独特的生态适应机制，为预测大尺度下土壤—大气界面气态碳交换强度及微生物过程提供了科学依据，对制定针对性农业管理措施与气候变化应对策略具有指导意义。
研究成果以“Patterns and geographical drivers for the abundance of CO2-assimilating bacteria, methanotrophs and CO-oxidizing bacteria in agricultural soils across eastern China”为题，发表于农林科学领域国际权威期刊《Journal of Integrative Agriculture》（中国科学院一区TOP，IF=4.4）。郑生猛副教授为论文第一作者，中国科学院亚热带农业生态研究所陈香碧研究员为通讯作者。
该研究得到国家重点研发计划项目（2023YFD1902802）、湖南省杰出青年科学基金（2024JJ2052）、福建省自然科学基金（2022J05263）、南平市科技计划项目（NP2021KTS02）和武夷学院引进人才科研启动项目（YJ202117）等资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311925002850
