病毒是土壤群落中豐富多樣的成員，人們對病毒在陸地生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的潛在生態(tài)作用越來越感興趣。隨著我們對土壤病毒群落結(jié)構(gòu)的了解迅速增加，我們需要更多研究來量化這些變化對土壤生物地球化學(xué)通量的影響。

2024年8月16日，來自美國肯塔基大學(xué)的Ernest D. Osburn等研究人員，在國際學(xué)術(shù)期刊《Soil Biology and Biochemistry》上，在線發(fā)表了題為“Effects of experimentally elevated virus abundance on soil carbon cycling across varying ecosystem types”的學(xué)術(shù)論文。該研究調(diào)查了病毒對四種不同生態(tài)系統(tǒng)類型完整土壤中碳循環(huán)的影響：針葉林、闊葉落葉林、高草草原和農(nóng)業(yè)耕地。

為了評估病毒在不同環(huán)境背景下影響土壤碳循環(huán)的潛力，研究人員從美國大陸的四種截然不同的生態(tài)系統(tǒng)類型中采集了土壤樣本：針葉林、闊葉落葉林、高草草原和農(nóng)田。然后，通過將從相同原始土壤中分離的病毒濃縮物接種到微型生境中，實驗性地增加了土壤中的病毒豐度，并將這些土壤培養(yǎng)14天。與對照土壤相比，病毒處理的針葉林和草原土壤在14天培養(yǎng)期間的碳呼吸量明顯減少（每克土壤分別少呼吸了14微克和10微克碳），盡管影響的幅度相對較小（累計呼吸量分別減少3%和6%）。

在初始的14天培養(yǎng)后，使用13C-葡萄糖同位素示蹤法評估了微型生態(tài)系統(tǒng)中微生物的碳循環(huán)。向微型生態(tài)系統(tǒng)中加入了99%原子豐度的13C葡萄糖示蹤劑，其加入量為每克土壤5微克碳，這一量值計算為不超過各土壤中微生物生物量碳池的20%，以盡量減少示蹤劑對微生物活性的影響，13C-葡萄糖溶于2毫升溶液中后加入。與最初的培養(yǎng)期相反，在添加13C葡萄糖后，僅觀察到對農(nóng)業(yè)土壤呼吸的影響，與對照土壤相比，病毒處理土壤中土壤有機(jī)質(zhì)衍生碳的呼吸幾乎增加了一倍。還觀察到，在病毒處理土壤中，13C 進(jìn)入微生物生物量的整體減少和平均碳利用效率降低。

這些結(jié)果表明，病毒可以影響整體微生物代謝，但對不同土壤類型的土壤碳平衡的總體影響不同，具體取決于土壤的理化性質(zhì)?？傮w而言，這項研究表明，病毒對土壤微生物的影響可以表現(xiàn)為土壤碳命運(yùn)的改變，呼吸碳損失增加或減少，具體取決于生態(tài)系統(tǒng)類型。