改良剂施用下盐碱土壤CAZyme家族调控有机碳积累机制研究

《Applied Soil Ecology》：The CAZyme family regulates soil organic carbon accumulation under amendments application in saline-alkali soil

本研究探讨了盐碱土壤中碳水化合物活性酶（CAZyme）家族在改良剂施用条件下对土壤有机碳（SOC）积累的调控作用。通过分析不同改良剂处理对CAZyme活性及土壤碳库的影响，揭示了微生物酶驱动下的有机碳固存机制，为盐碱地碳汇提升提供理论依据。

　　

研究亮点

本研究通过多组学分析揭示了盐碱土壤中CAZyme家族对改良剂响应的分子机制，发现特定CAZyme亚家族（如GH13、CBM48）的表达与土壤有机碳组分变化显著相关。改良剂施用显著提高了β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase）和纤维二糖水解酶（CBH）活性，促进难降解碳组分的转化。

结果

盐碱土壤中CAZyme家族多样性对改良剂类型表现出特异性响应：有机改良剂（如秸秆）显著上调GH家族基因表达，而无机改良剂（如石膏）主要影响CE家族活性。通过结构方程模型（SEM）分析发现，CAZyme活性通过直接路径（β=0.32, p<0.01）和间接路径（通过调节微生物群落）共同驱动有机碳积累。

讨论

CAZyme功能基因（如amyA、celA）的表达水平与土壤碳氮比（C/N）呈正相关（R²=0.78），表明其通过调控碳水解效率影响碳固存。改良剂诱导的pH调节（从8.5降至7.9）可能通过改变酶构象稳定性进一步优化CAZyme催化效率。

结论

CAZyme家族作为盐碱土壤碳循环的"分子开关"，其活性调控是改良剂促进有机碳积累的关键途径。未来研究可针对CAZyme特异性抑制剂开发精准调控策略。