解析东藏高原退缩冰川区域初级演替过程中优势细菌蛋白质功能的变化

《Biology and Fertility of Soils》：Dissecting the shift in dominant bacterial protein functions during primary succession in a retreating glacier from the eastern Tibetan plateau

土壤有机质与蛋白质功能动态及其驱动机制研究。通过蛋白质组学分析发现，冰川前缘生态系统成熟过程中，微生物蛋白功能从细胞调控转向生态调控，并增强对有机质的分解能力，这种转变受植物密度和土壤pH的显著驱动，形成复杂且稳定的生态系统。

　　

摘要

冰川退缩是气候变化的一个显著后果，预计这一现象将在高海拔地区加剧。尽管植物多样性和土壤微生物群落已经得到了研究，但关于冰川前缘地区土壤有机质（SOM）和土壤蛋白质功能动态的研究仍然有限。这种认识上的不足，尤其是在微生物蛋白质功能与生物地球化学功能之间的联系方面，限制了我们对土壤生态系统过程随时间变化的理解。本研究旨在阐明土壤细菌蛋白质功能、SOM分解以及植物密度和土壤pH值等环境因素之间的机制关系，以增进我们对冰川前缘地区生态系统演替过程的认识。蛋白质组学分析表明，随着生态系统的成熟，主导的蛋白质功能从主要管理细胞和生理过程（生物调控者）转变为协调更广泛的生态过程（生态系统调节者），并越来越多地涉及参与OM降解和利用的蛋白质。这种转变受到植物密度和pH值的驱动，从而提高了生态系统的复杂性和稳定性。我们的验证性路径分析结果表明，植物密度是土壤过程演变的主要驱动力，植物定殖直接影响pH值，进而影响参与营养代谢的蛋白质丰度和SOM分解速率。养分可用性主要受植物密度、参与营养代谢的蛋白质以及SOM分解的影响，且SOM分解速率随地点年龄的增长而增加。这些结果强调了植物定殖和pH值在引导土壤生态系统轨迹中的关键作用，揭示了复杂的机制，并突显了继续开展研究以理解长期生态系统韧性和碳封存机制的必要性。