土壤自養(yǎng)固碳微生物研究進展與熱點分析

張亞茹，申振濤，吳小紅，廖清穎

（中南林業(yè)科技大學 生命科學與技術學院，湖南長沙 410004）

與高等植物類似，自養(yǎng)微生物也具有吸收大氣中二氧化碳（CO2）并將其轉化為有機碳的能力，是土壤有機碳輸入的重要途徑之一。自養(yǎng)微生物主要通過卡爾文循環(huán)、厭氧乙酰輔酶A途徑、還原性三羧酸循環(huán)途徑、3-羥基丙酸途徑、3-羥基丙酮/4-羥基丁酸循環(huán)途徑和琥珀酰輔酶A途徑等固定大氣中的CO2。在已發(fā)現的6條固碳途徑中[1-2]，卡爾文循環(huán)是自養(yǎng)微生物固定CO2的主要途徑，核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶（RuBisCO）是卡爾文循環(huán)中的關鍵固碳酶，主要由cbbL基因編碼[3]。已有研究發(fā)現，自養(yǎng)微生物具有很強的環(huán)境適應能力，不僅參與農田、草地、森林和濕地等生境中的CO2同化，在火山、荒漠等植物無法生存的生境中也發(fā)揮重要的CO2同化功能，對調節(jié)大氣中CO2濃度和增加土壤碳固定有重要意義[4]。通過傳統分離培養(yǎng)、突變和工程改造等方法，一些具有較高固碳能力的微生物被發(fā)現，如古細菌、藍細菌和光合細菌等[5]。采用穩(wěn)定同位素標記技術和分子生物學技術，可量化土壤自養(yǎng)微生物的固碳潛力及其影響因素，越來越多具有潛在生物固碳能力的自養(yǎng)微生物被識別，對自養(yǎng)微生物在土壤有機碳形成和轉化中作用的認識也不斷加深。本研究以Web of Science（WOS）核心合集數據庫為數據源，采用VOSviewer 軟件進行信息挖掘，對土壤固碳自養(yǎng)微生物相關研究進行可視化知識圖譜分析，梳理土壤固碳自養(yǎng)微生物研究的現狀與發(fā)展歷程，歸納其研究核心和熱點，系統分析其研究態(tài)勢，以期為未來土壤固碳自養(yǎng)微生物研究工作的開展提供參考。……