微生物胞外聚合物增加：深层土壤有机碳累积的关键机制

本研究发现微生物胞外聚合物（EPS）在深层土壤碳储中扮演关键角色：随着土壤深度增加，EPS积累效率（EPS-蛋白/MBC和EPS-多糖/MBC）显著提升，EPS-C/SOC比例甚至超越微生物生物量碳（MBC）的贡献。通过多深度土壤剖面（0-120 cm）分析，揭示氮限制驱动微生物分泌EPS的生存策略，其中g_Zixibacteria等特定菌群与EPS积累密切关联。该研究为深层土壤碳库构成提供了新视角，对全球碳循环模型优化具有重要启示。

　　

研究亮点

研究发现微生物胞外聚合物（EPS）是深层土壤碳库的关键组成部分：随着土壤深度增加，EPS积累效率（EPS-蛋白/MBC和EPS-多糖/MBC）显著提升，EPS-C/SOC比例逐渐超越微生物生物量碳（MBC）的贡献。这表明当前被忽视的微生物EPS是深层土壤碳库的重要贡献者。我们的研究还揭示可利用氮限制是驱动EPS积累效率增加的主要因素，该过程与g_Zixibacteria、g_Zavarzinella等特定微生物菌群的富集密切相关。

讨论

微生物源碳在表层和深层土壤中均大量存在，对全球碳循环和气候变化缓解具有显著贡献。目前最常用的微生物源碳测量方法是通过微生物细胞壁成分中的特定氨基糖进行定量分析。然而，微生物胞外代谢物（特别是EPS）对土壤有机碳（SOC）的贡献一直被低估。本研究通过六种典型土壤剖面证明，EPS-C对SOC的贡献在深层土壤（80-120 cm）中显著增加，甚至超过MBC的贡献比例。这种垂直分布模式与微生物生存策略的转变密切相关：在养分受限的深层土壤中，微生物倾向于将更多能量分配给保护性EPS合成而非生物量增殖。β-葡萄糖苷酶（BG）活性和总氮（TN）含量对EPS/SOC比率的显著负效应，进一步证实氮可用性是调控EPS积累的关键环境驱动因子。

结论

本研究证实EPS是深层土壤碳库的关键组分：EPS积累效率随土壤深度增加而提升，EPS-C/SOC比率显著上升并逐渐超越MBC对SOC的贡献。目前被忽视的微生物EPS是深层土壤碳库的重要贡献者。可利用氮限制是驱动EPS积累效率增加的主要因素，该过程与特定微生物菌群的富集密切相关。这些发现为深层土壤碳库构成提供了新认知，对精准预测全球碳循环具有重要科学价值。