我室应用纳米二次离子质谱技术NanoSIMS在稻田土壤固氮微生物研究方面取得重要进展

我室应⽤纳⽶⼆次离⼦质谱技术NanoSI电话小姐 MS在稻⽥⼟壤固氮微⽣物研究⽅⾯取

得重要进展

稻⽥⽣物鼎鼎大名 固氮作⽤是稻⽥氮素循环的关键环节，⽽固氮微⽣物是驱动稻⽥⽣物固氮的引擎，因

此，准确识别“活跃”固氮微⽣物，对于提升稻⽥系统⽣物固氮潜⼒具有重要意义。

我室谢祖彬课题组利⽤⾃主研制的⽓密植物⽣长箱，对⽔稻进⾏15N2⽓体⽥间原位⽰踪。标记

结束后，⾸次将稳定同位素核酸探针技术（DNA-SIP）和纳⽶⼆次离⼦质谱技术

（NanoSIMS）相结合，可视化定量化分析了超⾼速离⼼后不同密度梯度层内微制定工作计划 ⽣物DNA的

15N丰度，为推导稻⽥⼟壤“活跃”固氮微⽣物提供了直接证据。研究结果表明：与不种⽔稻⼟壤

处理相⽐，乐的作文 ⽔稻种植处理显著提⾼了⽣物固氮茶梅花 固定的氮素；基于nifH功能基因的⾼通量测序结果

发现，念珠藻⽬（Nostocales）和真枝藻⽬（Stigonematales）固氮微⽣物的相对丰度在种⽔

稻处理中显著提⾼；具有超⾼灵敏度的NanoSIMS能直接观测纳克级⼟壤DNA样品的15N丰

度；通过对不同密度梯度层次nifH基因测序，结果显⽰念珠藻⽬和真枝藻⽬蓝细菌是该稻⽥⼟壤

⽣物固氮的主要贡献者。相关研究结果近期发表在Biology and Fertility of Soils期刊上。

该研究得到了中国芦蒿炒香干 科学院地质与地球物理研究所纳⽶离⼦探针实验室杨蔚研究员和中国科学院

上海植物逆境⽣物学研究中⼼张蘅研究员的⼤⼒⽀持。研究月亮与六便士讲的什么 ⼯作得到科技部基础性⼯作专项，

国家⾃然科学基⾦，江苏省科技项⽬和科学院创新项⽬资助。

密度梯度离⼼后NanoSIMS拍摄的DNA在各层中的分布影像和测定的DNA-耳朵上有痣 15N丰度（#1-#12代

表各密度层）。

12C14N -列代表DNA分布影像；12C15N-/12C14N-列代表15N分布影像，

图中数字代表15N丰度。