Mikrobielle Regulierung des Bodenkohlenstoffzyklus: Evidenz aus Gene-Enzym-Beziehungen

Ein Mangel an empirischen Beweisen für die mikrobielle Regulierung von Ökosystemprozessen, einschließlich des Kohlenstoffabbaus, behindert unsere Fähigkeit, ein Rahmenwerk zu entwickeln, um die genetische Zusammensetzung mikrobielle Gemeinschaften direkt in die enzymgetriebenen Erdmodell zu integrieren. Hier bewerteten wir die Verbindung zwischen mikrobiellen Funktionsgenen und der exzentrischen Enzymaktivität in Bodenproben, die in drei geografischen Regionen Australiens gesammelt wurden. Wir fanden eine starke Beziehung zwischen verschiedenen Funktionsgenen und deren korrespondierenden Enzymaktivitäten. Diese Beziehung blieb bestehen, nachdem die mikrobielle Gemeinschaftsstruktur, die gesamte C und den Boden-pH unter Verwendung von strukturellen Gleichungsmodellen berücksichtigt wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Variationen in der Aktivität der Enzyme, die am Kohlenstoffabbau beteiligt sind, durch die Häufigkeit der Funktionsgene der Bodenmikroben-Gemeinschaft vorhergesagt wurden (R2>0,90 in allen Fällen). Unsere Ergebnisse bieten ein starkes Rahmenwerk für verbesserte Vorhersagen über die Bodenkohlenstoffdynamik, die durch einen gen-zentrierten Ansatz erreicht werden könnten, der die Häufigkeit der Funktionsgene in Prozessmodellen einbezieht.