BB｜13C葡萄糖培养实验，揭示病毒丰度增加对生态系统土壤碳循环的影响

病毒是土壤群落中丰富多样的成员，人们对病毒在陆地生态系统中发挥的潜在生态作用越来越感兴趣。随着我们对土壤病毒群落结构的了解迅速增加，我们需要更多研究来量化这些变化对土壤生物地球化学通量的影响。

2024年8月16日，来自美国肯塔基大学的Ernest D. Osburn等研究人员，在国际学术期刊《Soil Biology and Biochemistry》上，在线发表了题为“Effects of experimentally elevated virus abundance on soil carbon cycling across varying ecosystem types”的学术论文。该研究调查了病毒对四种不同生态系统类型完整土壤中碳循环的影响：针叶林、阔叶落叶林、高草草原和农业耕地。

为了评估病毒在不同环境背景下影响土壤碳循环的潜力，研究人员从美国大陆的四种截然不同的生态系统类型中采集了土壤样本：针叶林、阔叶落叶林、高草草原和农田。然后，通过将从相同原始土壤中分离的病毒浓缩物接种到微型生境中，实验性地增加了土壤中的病毒丰度，并将这些土壤培养14天。与对照土壤相比，病毒处理的针叶林和草原土壤在14天培养期间的碳呼吸量明显减少（每克土壤分别少呼吸了14微克和10微克碳），尽管影响的幅度相对较小（累计呼吸量分别减少3%和6%）。

在初始的14天培养后，使用13C-葡萄糖同位素示踪法评估了微型生态系统中微生物的碳循环。向微型生态系统中加入了99%原子丰度的13C葡萄糖示踪剂，其加入量为每克土壤5微克碳，这一量值计算为不超过各土壤中微生物生物量碳池的20%，以尽量减少示踪剂对微生物活性的影响，13C-葡萄糖溶于2毫升溶液中后加入。与最初的培养期相反，在添加13C葡萄糖后，仅观察到对农业土壤呼吸的影响，与对照土壤相比，病毒处理土壤中土壤有机质衍生碳的呼吸几乎增加了一倍。还观察到，在病毒处理土壤中，13C 进入微生物生物量的整体减少和平均碳利用效率降低。

这些结果表明，病毒可以影响整体微生物代谢，但对不同土壤类型的土壤碳平衡的总体影响不同，具体取决于土壤的理化性质。总体而言，这项研究表明，病毒对土壤微生物的影响可以表现为土壤碳命运的改变，呼吸碳损失增加或减少，具体取决于生态系统类型。