土壤是一个复杂而动态的生物系统,而且直到 2003 年,仍然很难确定土壤中微生物群落的组成。我们在确定微生物介导的反应方面也受到限制,因为目前用于确定整个代谢过程(如呼吸)或特定酶活性(如脲酶、蛋白酶和磷酸单酯酶活性)的总体速率的检测方法无法识别直接参与测量过程的微生物物种。微生物多样性与土壤功能之间的联系所带来的核心问题是了解遗传多样性与群落结构之间的关系以及群落结构与功能之间的关系。更好地了解微生物多样性与土壤功能之间的关系不仅需要使用更准确的检测方法对从土壤中提取的 DNA 和 RNA 进行分类和功能表征,还需要使用高分辨率技术来检测土壤基质中非活性和活性微生物细胞。土壤似乎具有功能冗余的特点;例如,微生物多样性与有机物分解之间不存在任何关系。一般来说,任何物种群的减少对土壤的整体过程影响不大,因为其他微生物可以承担其功能。确定土壤中微生物群落的组成对于更好地量化营养转化来说并不是必要的。基于库中系统的划分和连接这些库的通量的测量的整体方法是最有效的。通过熏蒸技术测定微生物 C、N、P 和 S 含量可以更好地量化土壤中的营养动态。然而,进一步的进展需要确定新的库,例如活性微生物生物量,也需要使用分子技术。最近,研究人员通过密度梯度离心分离了 13 C 和 12 C DNA,它们都是从用 13 C 源处理的土壤中提取的。这种技术应该允许我们通过将标记 DNA 和总 DNA 之间的比率乘以土壤中微生物生物量 C 含量来计算活性微生物 C 库。此外,13 C-DNA的分类学和功能表征使我们能够更准确地了解土壤中添加的C底物对微生物群落组成的变化的影响。
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