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Structure of Carbon Sequestration Bacterial Community and Screening of Carbon Sequestration Microorganisms in Rhizosphere Soil of Wine Grapes
YANGSiqi, XUETingting, ZHAOXinru, GAOLei, CAOLingxiao, ZHAOZhipeng, ZHANGLiang
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (5) : 117-127.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Structure of Carbon Sequestration Bacterial Community and Screening of Carbon Sequestration Microorganisms in Rhizosphere Soil of Wine Grapes
This research aims to investigate carbon sequestration microorganisms in vineyard soils and their characteristics of carbon source utilization, in order to provide a basis for enhancing soil organic matter in vineyard systems. Using the rhizosphere soil of 'Cabernet Sauvignon' grapevines as experimental material, this study employed high-throughput sequencing, screening with inorganic carbon-free media, and the Biology-ECO microplate method to analyze the community structure of carbon sequestration microorganisms and their efficiency in carbon source utilization. The dominant bacterial genera in the soils of the four 'Cabernet Sauvignon' vineyards were Bradyrhizobium, Nocardia, Mesorhizobium, Azospirillum, and Rubrivivax. Among them, the organically managed Bonabaifu Vineyard exhibited the highest richness of carbon sequestration microorganisms, with its Chao1 index being 29.70% higher than that of Hedon Vineyard and 46.10% higher than that of Gantu Vineyard. In addition, the genus Rubrivivax was identified as the key functional genus for carbon sequestration, accounting for 17.24%. The three isolated strains of carbon sequestration microorganisms all showed a preference for carbohydrate and amino acid carbon sources. This study confirmed that the carbon sequestration microorganisms in vineyards possessed relatively high species richness, and their community structures differed significantly among different vineyards. Organic and precision management practices can effectively enhance the abundance and functionality of these communities.
vineyard / rhizosphere soil / soil carbon sequestration microorganisms / carbon source utilization / Biology-ECO
| [1] |
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| [2] |
孟静娟, 史学军, 潘剑君, 等. 农业利用方式对土壤有机碳库大小及周转的影响研究[J]. 水土保持学报, 2009, 23(6):144-148.
|
| [3] |
邵月红, 潘剑君, 孙波, 等. 农田土壤有机碳库大小及周转[J]. 生态学杂志, 2006(1):19-23.
|
| [4] |
王浩成, 杨滨娟, 梁效贵, 等. 中国农田土壤有机碳库及其影响因素研究述评[J]. 生态科学, 2024, 43(2):260-270.
|
| [5] |
|
| [6] |
郭强, 韩子琛, 夏允, 等. 土壤微生物固碳机理及其影响因素研究进展[J]. 植物生态学报, 2024, 48(11):1406-1421.
土壤微生物是陆地生态系统碳循环的主要驱动者, 不仅通过促进有机碳分解向大气释放CO<sub>2</sub>, 还会通过微生物固碳作用固定大气CO<sub>2</sub>。微生物固碳途径普遍存在于多种生态系统, 对全球碳循环具有重要意义。该文通过收集和梳理相关文献, 从3个方面综述了土壤微生物固碳的机理和影响因素: 1)土壤自养微生物固碳途径; 2)土壤异养微生物固碳机理; 3)土壤属性、生态系统类型和气候变化(增温、降水变化)等对土壤微生物固碳速率和潜力的影响。该文有助于提升对土壤微生物固碳机理的理解和认识, 从微生物固碳角度为陆地生态系统碳库动态以及土壤碳汇的不确定性提供解释, 也为完善未来气候变化下陆地碳循环模型提供理论依据。
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| [7] |
张双双, 靳振江, 贾远航, 等. 岩溶地区不同土地利用方式土壤固碳细菌群落结构特征[J]. 环境科学, 2019, 40(1):412-420.
|
| [8] |
肖永良. 高浓度CO2条件下稻田土壤自养固碳细菌群落结构特征[D]. 南京: 南京农业大学, 2017.
|
| [9] |
郭喜军. 黄土高原半干旱区土壤细菌与自养固碳微生物多样性对耕作措施的响应[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2020.
|
| [10] |
韩知序, 赵志忠, 陈红利, 等. 海南岛不同撂荒年限的热带农田土壤固碳细菌群落特征[J]. 西南农业学报, 2024, 37(8):1771-1779.
|
| [11] |
|
| [12] |
贾利华, 王鑫, 张蕊, 等. 根际微生物群落介导植物磷胁迫应答与免疫调控的整合机制[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(2):321-327.
|
| [13] |
|
| [14] |
|
| [15] |
王跃进,
|
| [16] |
郭珺, 樊芳芳, 王立革, 等. 固碳微生物菌株的分离鉴定及其固碳能力测定[J]. 生物技术通报, 2019, 35(1):90-97.
利用微生物回收和固定CO<sub>2</sub>气体的生物固碳方法,成为解决“温室效应”这一重大环境问题的焦点,本研究目的是分离筛选固碳微生物菌株。利用无碳源无机培养基从活性污泥、沼液和设施土壤中分离筛选出以CO<sub>2</sub>为碳源的菌株24株,选取其中生长较快的8株菌进行cbbL基因、形态观察、生理生化反应测定和16S rDNA测序分析,将测序结果在BlAST数据库中比对,进行固碳菌株的分子鉴定,并对其菌体含量和RubisCO酶活性进行比较。选取RubisCO酶活性最高的菌株C2-8R,进行土壤施用试验,通过土壤RubisCO酶活性的测定,确定分离筛选的固碳菌的固碳能力。研究表明,可通过无碳源培养基进行固碳微生物菌株的筛选,筛选的固碳菌分别隶属于假单胞菌属和嗜甲基菌属,并可通过RubisCO 酶活性来反映微生物的固碳能力。
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| [17] |
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| [18] |
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| [19] |
黄松林, 丁卓然, 徐小龙, 等. 不同品种及管理方式葡萄根际土壤微生物群落结构和功能比较分析[J]. 基因组学与应用生物学, 2025(6):1-17.
|
| [20] |
宋雪洁, 刘波, 刘天明. 利用高通量测序法分析中国北方葡萄园土壤细菌的多样性[J]. 江苏农业科学, 2018, 46(5):48-52.
|
| [21] |
魏玉洁, 邹弯, 马文瑞, 等. 应用高通量测序技术研究新疆产区葡萄果实、叶片及果园土壤微生物多样性[J]. 食品科学, 2018, 39(6):162-170.
利用高通量测序技术分析中国新疆酿酒葡萄产区3?个葡萄园的土壤、葡萄叶片和酿酒葡萄中的微生物组成和多样性。结果表明从27?个样品中共得到1?043?102个高质量真菌序列代表,包括5?个菌门、237?个真菌菌属;共得到2?422?188?个高质量细菌序列代表,包括8?个菌门、314?个细菌菌属。无论是真菌还是细菌,土壤中微生物种类最为复杂、数量最多,其次是葡萄叶片和酿酒葡萄。土壤中真菌以Saccharomyces、Sordaria、Tetracladium和Geomyces为主,细菌以Arthrobacter、Kaistobacter和Skermanella为主;酿酒葡萄和葡萄叶片中真菌以Aureobasidium、Cryptococcus、Aspergillus和Sporospora为主,细菌以Pseudomonas、Sphingomonas和Adhaeribacter为主。葡萄园地理位置不同,微生物的多样性也存在差异。酿酒葡萄园复杂的微生物区系研究,对进一步开发产区特色微生物的筛选和利用提供了理论支持。
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| [22] |
姜亦文, 相广庆, 王辉, 等. 葡萄园不同土壤管理模式对土壤理化性状及细菌群落的影响[J]. 中国果树, 2019(4):32-38.
|
| [23] |
李悦. 贺兰山东麓葡萄园自然生草对土壤理化性质和微生物多样性的影响研究[D]. 银川: 宁夏大学, 2023.
|
| [24] |
薛蓓, 于佳俊, 杨帆, 等. 基于高通量测序技术的宁夏贺兰山东麓产区酿酒葡萄微生物多样性的研究[J]. 食品与发酵工业, 2022, 48(14):75-83.
该研究利用高通量测序技术分析了宁夏贺兰山东麓4个葡萄产区中30个酿酒葡萄微生物组成和多样性。结果表明,在属水平上,无论是细菌多样性,还是真菌多样性,产区间都存在明显差异;赤霞珠葡萄品种最为丰富的真菌属为Alternaria、Cladosporium、Fusarium、Chaetomium和Didymella,细菌的优势菌为Ralstonia、unidentified_Chloroplast、Massilia、Gluconobacter和Sphingomonas;产区距离相距越远,微生物相似度也越低。霞多丽中真菌的优势菌为Alternaria、Cladosporium、Naganshia、Hanseniaspora和Aspergillus,细菌的优势菌为Serratia、Ralstonia、Pantoea、unidentified_Chloroplast和Pseudomonas;同产区不同酿酒葡萄品种采收期越晚,真菌微生物种类也越多,而细菌的多样性却越低。
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| [25] |
陈泽平. 宁夏贺兰山东麓不同土壤类型‘赤霞珠’葡萄根际微生物群落结构差异研究[D]. 银川: 宁夏大学, 2023.
|
| [26] |
|
| [27] |
黄倩. 黄土高原土壤固碳微生物及其固定CO2的机理[D]. 西安: 西北农林科技大学, 2021.
|
| [28] |
钱庆庆. 青藏高原湖泊沉积物中厌氧固碳微生物的群落结构和功能及其对环境因子的响应[D]. 南京: 江南大学, 2023.
|
| [29] |
曹扬, 周霞, 孔华, 等. Biolog Eco解析不同抗性番木瓜土壤微生物群落特征[J]. 热带农业科学, 2025, 45(1):26-31.
|
| [30] |
徐晨, 赵帅, 白莉圆, 等. Biolog-ECO解析凤香型白酒制酒车间空气微生物群落功能多样性差异[J]. 酿酒, 2023, 50(5):46-50.
|
| [31] |
吴兰, 程家劲, 贺勇, 等. 基于Biolog-Eco法对鄱阳湖不同湿地类型下土壤微生物功能多样性[J]. 南昌大学学报(理科版), 2020, 44(6):585-592.
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