Page 181 - 《广西植物》2025年第10期

１０ 期 王婷等: 马尾松与格木混交林及其纯林土壤碳水化合物活性酶基因分布特征 １ ９ １ １

潜在影响下ꎬ细菌相比于真菌对微生物源碳的降
解贡献更大ꎬ归因于森林土壤中细菌群落的高丰
度特征(Žｉｆｃ ˇ áｋｏｖá ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ并且变化迅速的

肽聚 糖 是 细 菌 细 胞 壁 的 主 要 成 分 ( Ｓｃｈｅｆｆｅｒｓ ＆
Ｐｉｎｈｏꎬ ２００５)ꎮ 本研究的结论与 Ｇｕｎｉｎａ 等(２０１７)
的相符ꎬ即细菌衍生成分在森林土壤中同样丰富ꎬ
并且具有高于真菌衍生成分的周转率ꎮ
同时ꎬ本研究发现马尾松－格木混交林 ＧＨ１０２
和 ＧＨ２５ 的基因丰度分别在 ０ ~ ２０ ｃｍ 土层和 ２０ ~
４０ ｃｍ 土层显著最高ꎬ说明其降解细菌生物量能力

最强ꎮ 并且ꎬＭａｎｔｅｌ 分析及随机森林模型均揭示ꎬ
降 解 细 菌 源 成 分 的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基 因 丰 度 与 ＳＯＣ、
Ｃ / Ｎ和 ＭＢＣ 的含量显著相关且混交林 ＳＯＣ 含量
显著最高ꎮ 由于林分类型差异产生的凋落物成分
和数量不同ꎬ能够降解细菌源成分的细菌在这些
凋落物分解过程中会受到吸引ꎬ并且通过对土壤
微生物施加选择性压力可驱动 ＣＡＺｙｍｅｓ 编码基因
的变化ꎬ因此马尾松－格木混交林降解细菌生物量
能 力 最 强 ( Ｌｕｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ Ｎｅｕｐａｎｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ
２０１９)ꎮ 也有研究指出ꎬ土壤细菌通过森林中多变
的酶系 统 分 解 纤 维 素 和 半 纤 维 素ꎬ 进 而 影 响 其
ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度(Ｌóｐｅｚ￣Ｍｏｎｄéｊａｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ
不同深度土壤中微生物种类与数量各异ꎬ降
解细菌源成分时产生 ＣＡＺｙｍｅｓ 亦 有 差 异 ( Ｄｕ ｅｔ
ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 本 研 究 发 现ꎬ０ ~ ２０ ｃｍ 土 层 ＧＨ２３、
ＧＨ１０２ 和 ＧＨ１０３ 的基因丰度显著高于 ４０ ~ ６０ ｃｍ
土层的ꎬ表明 ０ ~ ２０ ｃｍ 土层土壤微生物降解细菌
生物量能力更强ꎮ 此外ꎬ林分类型和土壤深度均
可直接通过正、负相关显著影响 ＳＯＣ 含量ꎬ降解类
ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度与 ＳＯＣ 含量显著正相关且受土
Ａ. 真菌(几丁质和葡聚糖) 来源ꎻ Ｂ. 细菌( 肽聚糖) 来源ꎻ
壤 深 度 影 响 最 大ꎮ 因 此ꎬ 降 解 细 菌 源 成 分 的
Ｃ. 植物(半纤维素、纤维素和木质素)来源ꎮ
Ａ. Ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｆｕｎｇｉ (ｃｈｉｔｉｎ ａｎｄ ｇｌｕｃａｎ)ꎻ Ｂ. Ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａ ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度受林分类型和土壤深度的间接
(ｐｅｐｔｉｄｏｇｌｙｃａｎ)ꎻ Ｃ. Ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ (ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅꎬ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ
影响最大ꎬ并且随土壤深度增加 ＳＯＣ 含量减少而
ａｎｄ ｌｉｇｎｉｎ).
降低ꎬ土壤微生物降解细菌生物量能力减弱(Ｈｕ ｅｔ
图 ４ 降解植物和微生物(细菌、真菌)衍生成分 ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 本研究通过宏基因组分析ꎬ揭示了马
ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度与土壤理化 尾松林改造为格木或马尾松－格木混交林后不同
因子之间的随机森林模型
土壤深度中降解植物与微生物成分的 ＣＡＺｙｍｅｓ 基
Ｆｉｇ. ４ Ｒａｎｄｏｍ ｆｏｒｅｓｔ ｍｏｄｅｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ
因丰度差异响应ꎬ并结合土壤理化性质ꎬ评估了
ｏｆ ＣＡＺｙｍｅｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｅｓ
(ｆｕｎｇｉ ａｎｄ ｂａｃｔｅｒｉａ) ａｎｄ ｓｏｉｌ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ＣＡＺｙｍｅｓ 基因分布与土壤碳循环之间的关系ꎬ为
理解森林土壤碳循环的微生物机制提供了新的视
类 ＣＡＺｙｍｅｓ 基因丰度的贡献ꎮ 因此ꎬ本研究通过 角ꎮ 尽管现阶段本研究取得了一定成果ꎬ但是仍
ＰＬＳ￣ＰＭ 分析发现ꎬ细菌源成分对降解类 ＣＡＺｙｍｅｓ 存在林龄较短、某些长期效应可能尚未显现的研
基因丰度的贡献最大ꎮ 这意味着林木生长后期或 究缺口ꎬ需要后续研究来进一步完善ꎮ