Page 176 - 《广西植物》2025年第10期
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１ ９ ０ ６                                广  西  植  物                                         ４５ 卷
            层丰度较高ꎬ而 ＧＨ３９ 和 ＧＨ７４ 则在 ４０ ~ ６０ ｃｍ 土
            层较 高ꎮ 马 尾 松 － 格 木 混 交 林 中 ＣＥ４、 ＧＨ１１６、              ３  讨论
            ＡＡ２、ＧＨ１７ 在 ０ ~ ２０ ｃｍ 土层基因丰度最高ꎬＧＨ１０３
            和 ＧＨ２３ 随土层加深而降低ꎬ而 ＧＨ３９ 则在 ４０ ~ ６０                  ３.１ 降解植物源成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度对林分
            ｃｍ 土层较高ꎮ ＣＥ１、ＧＨ１０３、ＧＨ１５ 在 ３ 个林分中                   类型和土壤深度的响应

            均表现为 ０ ~ ２０ ｃｍ 土层的基因丰度显著高于 ４０ ~                        在土壤碳循环研究领域ꎬＣＡＺｙｍｅｓ 基因在降
            ６０ ｃｍ 土层(图 １、图 ２)ꎮ                                 解植物源和微生物源成分中的作用备受关注ꎬ植
                 双因素方差分析表明ꎬＧＨ７４、ＧＨ１１５、ＧＨ１１６、                   物源碳是土壤有机质的首要来源ꎬ经微生物分解
            ＧＨ１２、ＡＡ３、ＡＡ５、ＧＨ１０３、ＧＨ１７ 的基因丰度受林分                   转化为稳定有机碳ꎬ对碳循环至关重要( Ｈｕａｎｇ ｅｔ

            类型 影 响 显 著ꎬ ＧＨ７４、 ＣＥ４、 ＧＨ１１５、 ＧＨ１１６、 ＡＡ２、          ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎮ 富含 ＣＡＺｙｍｅｓ 的微生物具有更强的
            ＡＡ３、ＧＨ１０２、ＧＨ１０３、ＧＨ２３、ＧＨ１５、ＧＨ１７ 的基因丰                植物生物量降解能力( Ｄａｌｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 但是ꎬ

            度受土层深度影响显著(图 １、图 ２)ꎮ                               现有关于马尾松与格木混交林及其纯林土壤碳储
            ２.３ 驱动降解植物与微生物衍生成分 ＣＡＺｙｍｅｓ 基                       存潜力的研究主要集中在生态系统碳氮储量的宏
            因丰度的土壤理化因子                                         观层面ꎬ对微观层面的土壤酶活性和微生物功能
                 土 壤 ＮＯ ￣Ｎ 含 量 与 降 解 细 菌 肽 聚 糖 的               基因分布缺乏深入探讨( 罗达等ꎬ２０１５)ꎮ 因此ꎬ本
                          －
                         ３
            ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度显著相关( Ｐ<０.０５)ꎻ降解植物                     研究揭示了微生物 ＣＡＺｙｍｅｓ 功能基因分布ꎬ３ 个
            成分(纤维素、半纤维素和木质素)和细菌成分( 肽                           林分中参与植物残体降解的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因种类最
            聚糖)的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度均与土壤 ＳＯＣ、Ｃ / Ｎ 及                  为丰富(达 ３０ 种)ꎬ并且对应 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度也
            ＭＢＣ 的含量显著相关( Ｐ<０.０１) ( 图 ３)ꎮ 另外ꎬ降                  显著高于降解细菌肽聚糖的基因及降解真菌几丁
            解真菌成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度与土壤 ＳＯＣ 和                       质和葡聚糖的基因ꎬ这与 Ｚｈａｎｇ 等(２０２３) 的研究
            Ｃ / Ｎ 的含量显著相关( Ｐ<０.０１)ꎮ 因此ꎬ降解植物                    结果相符ꎬ确认植物源碳为森林土壤 ＣＡＺｙｍｅｓ 主
            与微生物成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度与土壤理化因                         要降解底物ꎬ指示人工林 ＳＯＣ 主要源自植物残体ꎮ
            子显著相关ꎬ土壤 ＳＯＣ、Ｃ / Ｎ 和 ＭＢＣ 的含量是影                     本研究进一步发现糖苷水解酶家族( ＧＨｓ) 基因丰
            响其分布差异的重要因素ꎮ                                       度显著高于辅助氧化酶家族( ＡＡｓ)ꎬ归因于 ＧＨｓ
                 随机森林模型分析结果( 图 ４) 进一步表明ꎬ                       作为关键水解酶ꎬ对糖苷键及细胞结构的破坏作
            ＳＯＣ、Ｃ / Ｎ 和 ＭＢＣ 的含量显著影响降解植物与微生                     用不可或缺( Ｐｉｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎬ这反映森林土壤
            物成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度(Ｐ<０.０５)ꎮ 此外ꎬＡＰ                   中顽固性植物大分子( 如纤维素、半纤维素) 占比
            含量也显著影响降解细菌肽聚糖的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因                         较低(Žｉｆｃ ˇ áｋｏｖá ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ间接证明植物源成
            丰度ꎮ ＳＯＣ 含量是显著影响降解植物与微生物成                           分丰富且分解迅速ꎮ
            分 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度的最主要因子(Ｐ<０.０１)ꎮ                          在 ０ ~ ４０ ｃｍ 土层ꎬ马尾松－格木混交林显著提
                 ＰＬＳ￣ＰＭ 解释了 ７９.８％的降解植物与微生物成                    升了降解植物源成分的 ＧＨ１１６ 基因丰度ꎬ表明其

            分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度差异(图 ５:Ａ)ꎮ 具体而言ꎬ                    土壤微生物降解植物生物量能力更强ꎮ Ｍａｎｔｅｌ 分
            林分类型只对土壤 ＳＯＣ 有极显著的直接正面影响                           析与随 机 森 林 模 型 均 揭 示ꎬ 降 解 植 物 源 成 分 的
            (Ｐ<０. ００１)ꎬ路径系数为 ０. ４６２ꎻ土层深度对土壤                    ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度与 ＳＯＣ、Ｃ / Ｎ和 ＭＢＣ 的含量显

            ＤＯＣ、ＭＢＣ、 ＳＯＣ 有 极 显 著 的 直 接 负 面 影 响 ( Ｐ <           著相关且混交林 ＳＯＣ 含量显著最高ꎬ间接证实其
            ０.００１)ꎬ路径系数分别为 ０.５２１、０.７２７、０.８１６ꎻ土壤                ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度受林分类型调控ꎮ 因此ꎬ马尾
            ＳＯＣ 对降解植物与微生物成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰                       松－格木混交林 ＧＨ１１６ 基因丰度显著高于马尾松
            度有显著的直接正面影响(Ｐ <０.０５)ꎬ路径系数为                         林和格木林可能是因 ＳＯＣ 含量较高而导致ꎬ因为
            ０. ６２８ꎮ 各 因 子 对 降 解 植 物 与 微 生 物 成 分 的              混交林 中ꎬ 树 种 多 样、 凋 落 物 成 分 复 杂、 可 利 用

            ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度总影响顺序为土层深度>ＳＯＣ>                        ＳＯＣ 含量高、土壤微生物活性高ꎬ可能促进多种
            ＭＢＣ>ＮＯ ￣Ｎ>ＤＯＣ >林分类型( 图 ５:Ｂ)ꎮ 综上认                   ＣＡＺｙｍｅｓ 基因的表达ꎬ以适应不同植物源成分的
                     －
                     ３
            为ꎬ林分类型和土层深度通过直接影响土壤 ＳＯＣ 来                          降解(佘婷和田野ꎬ２０２０ꎻＨｕａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎮ 同
            间接影响降解不同来源成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度ꎮ                        时ꎬＧＨ１２ 在马尾松林ꎬＧＨ１１５ 和 ＡＡ５ 在格木林中
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