近日，国际著名学术期刊Biological Reviews（IF2020 = 12.820）在线发表了我校生命科学学院李金天教授团队题为“A comprehensive synthesis unveils the mysteries of phosphate-solubilizing microbes”的研究论文（图1）。该论文首次系统揭示了土壤溶磷微生物（phosphate-solubilizing microbes，PSMs）的多样性、种群密度、空间分布特征及应用潜力，发现重金属矿业废弃地土壤PSMs的种群密度显著低于其它生境，很可能是这类废弃地生态恢复的限制性因素之一。
图1：论文在线发表的情况
土壤PSMs驱动了磷的生物地球化学循环，对提高植物利用土壤磷的效率和农业的可持续发展而言都有着非常重要的作用。然而，目前学界对PSMs的总体多样性、种群密度、空间分布特征及应用潜力仍知之甚少。针对这种研究现状，李金天教授团队通过系统分析发表于1981年至2017年的399篇文献中的实验数据，同时结合他们在全国范围内采集的367份土壤样品以及NCBI公共数据库中12986株原核微生物全基因组序列，首次对PSMs的生物地理学、总体多样性和应用潜力进行了系统探究。结果表明，不管是大陆尺度还是全球尺度，PSMs的种群密度与环境总磷浓度有关，而与pH值无关（图2）。PSMs的种群密度与土壤速效磷、硝态氮、溶解性有机碳之间存在显著正相关，这反映了PSMs和驱动碳、氮生物地球化学循环的微生物之间存在一定的功能耦合。值得注意的是，重金属矿业废弃地土壤PSMs的种群密度显著低于其它生境（图2），很可能是这类废弃地生态恢复的限制性因素之一。目前研究者们已经成功分离出超过2704株具有溶磷能力的菌株，它们至少代表了9种古菌、88种真菌和336种细菌。然而，在这些菌株中，仅有2.59%的菌株的应用潜力得到了较为全面的评估。在田间实验中PSMs对提高碱性缺磷土壤中小麦的生长产生效果最好。基于系统遗传学分析发掘了5个最有研究价值的PSMs属，未来值得研究者更多的关注。
图2：大陆尺度上PSMs种群密度的主要影响因子
该研究论文以我校生命科学学院为第一和通讯作者单位。生命科学学院李金天教授为论文的第一作者，贾璞博士和梁洁良博士为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金优秀青年科学基金、面上项目、青年基金和广东省重点领域研发计划项目等的支持。
论文原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12779
撰稿人：李金天
审稿人：阳成伟