近日，我实验室化学-生态学团队全文选副研究员指导学生在农林科学领域top期刊Plant and Soil (IF = 4.9) 在线发表了题为“Soil pseudotargeted metabolomics reveals that planting years of masson pine (Pinus massoniana) afect soil metabolite profles and metabolic pathways”的研究论文。

土壤代谢物处于生态系统生化活动调控的末端，对调节土壤中植物和微生物的发育状态具有重要影响。为揭示不同林龄 (I: 10 years plantation; II: 31 years plantation; III: 52 years plantation) 马尾松人工林根际土壤中的特征代谢变化及其富集代谢通路，探究根际土壤代谢物与土壤酶活性和化学性质的关系。本研究采用土壤拟靶标代谢组学方法对马尾松人工林根际土壤代谢物进行分析，并对土壤理化性质和酶进行测定。结果表明，在马尾松人工林根际土壤中共鉴定出26类172种代谢物，随着林龄的增加，根际土壤代谢物的总浓度呈现降低的趋势；通过差异火山图分析筛选出72种特征代谢物，主要是糖类、脂肪酸、氨基酸、酚酸、多元醇和萜烯酸类，其中，苯甲酸和半乳糖酸对幼龄的马尾松种植林影响最大；硬脂酸对近成熟林影响最大；赤藓醇对成熟林的影响最大。此外，随着种植年限的增加，7种代谢途径发生了变化。相关性分析表明，有效钾 (AK) 和土壤碱性蛋白酶 (S-ALPT) 与酚酸、多羟基羧酸等代谢物质呈显著正相关。

图1 马尾松生长发育过程中三个不同种植年份 (10年、31年和52年) 前 14 种化学物质和其它分类的绝对浓度 (A) 和相对含量 (B)。

图2 72种特征代谢物的热图分析 (VIP >1.2；FC >1.5; p< 0.01)。不同的颜色代表不同的含量，从最低端的蓝色(表示含量较少)到最高端的红色(表示含量较多) ;

图3 基于不同林龄筛选出的72种特征代谢物质的代谢途径气泡图

图4 土壤代谢物与根际土壤化学性质和酶活性的相关性分析。圆圈越大，相关性越显著。从蓝色到红色的颜色过渡表示从负相关到正相关的光谱。描述了幼林、近成熟人工林和成熟人工林之间代谢物和根代谢物的显著差异。***、** 和 * 分别在 0.001、0.01 和 0.05 水平上显著。

该论文第一作者为山地环境重点实验室生态学2021级硕士研究生秦舒悦，通讯作者为全文选副研究员和蔡凯副研究员。

该研究成果得到国家自然科学基金(31960301) 的资助。

【责任编辑】一审（校）：王安平； 二审（校）：李朝婵； 三审（校）：余天华