Nature Reviews Microbiology | 土壤微生物组的生与死：生态过程如何影响生物地球化学！

土壤微生物组是生物圈中最多样化的生物群落，拥有地球总生物多样性的至少四分之一。数以千万计的细菌、古细菌、真菌、病毒和微真核生物在地下共存，尽管只有几十万个物种被详细描述。一克表层土壤可以包含10⁹个以上的细菌和古生物细胞、数万亿的病毒、数万个原生动物和200米的真菌菌丝。在微生物生态学中，微生物组装的分类学多样性及其单个成员的丰度被称为"群落结构"。土壤微生物群落结构在不同的生态系统和较小规模的土壤栖息地中差异很大，但细菌和真菌通常在土壤微生物生物量和多样性中占主导地位，其丰度比其他微生物群体高几个数量级。在地球的各个生物群落中，土壤微生物的多样性与一系列的生态系统功能，如营养循环、分解和植物生产力有正相关。

2022年2月28日，国际权威学术期刊Nature Reviews Microbiology发表了美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室Jennifer Pett-Ridge团队的最新相关研究成果，题为Life and death in the soil microbiome: how ecological processes influence biogeochemistry的综述论文。

土壤微生物在生与死中塑造了全球元素循环。活的土壤微生物是陆地生物地球化学的主要动力，推动了土壤有机物的周转：地球上最大的陆地碳库和植物营养的主要来源。它们的代谢功能受到与其他土壤微生物种群、土壤动物和植物以及周围土壤环境的生态交互作用的影响。死去的微生物细胞的残余物可作为这些生物地球化学引擎的燃料，因为它们的化学成分作为土壤有机物持续存在。这种非生命的微生物生物量在土壤中长期累积，形成了地球上最大的有机物库之一。在这篇综述中，科研人员讨论了有机物的生物地球化学循环如何取决于活的和死的土壤微生物、它们的功能特征，以及它们与土壤基质和其他生物的相互作用。随着最近组学技术的发展，许多支撑微生物种群动态及其生态生理适应性的特征可以直接从组装的基因组或基因或蛋白质表达模式中破译出来。因此，现在有可能在改进的生物地球化学模型中利用基于特征的对微生物生命和死亡的理解，并更好地预测新气候制度下的生态系统功能。

图1：土壤微生物组的组成及其在不同土壤生境的有机物循环中的作用

图2：根际中的微生物演替和有机物形成

图3：土壤剖面中的生物相互作用和密度依赖过程

图 4：微生物死亡的机制和理论上对微生物坏死组织的命运的影响

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