生物地球化学循环研究团队在《Trends in Microbiology》发表最新研究成果
文章题目：Traits-based approach: leveraging genome size in plant-microbe interactions
基本信息：Trends in Microbiology, 2023 https://doi.org/10.1016/j.tim.2023.10.004
内容简介：
基因组大小（细胞核中DNA数量）为植物和微生物的内禀性状，在驱动生物共存、环境适应、植物与微生物组相互作用关系等方面具有重要作用。
张海洋校聘研究员与西悉尼大学刘洪伟博士、中国科学院植物研究所韩兴国研究员合作在Cell旗下期刊Trends in Microbiology（IF=15.9）发表了题为“Traits-based approach: leveraging genome size in plant-microbe interactions”的综述论文，提出基于基因组大小这一相对稳定性状研究植物-微生物相互作用的重要意义。论文系统阐述了植物基因组大小对微生物群落的影响、微生物基因组大小如何影响其生活史策略（如环境耐受性、生长速度等）、微生物与植物宿主相互作用过程中沿环境梯度的变化、以及微生物在特定植物组织的生态适应策略，强调将基因组性状与形态性状、生理生化性状及化学性状相结合，能够更深刻了解植物-微生物相互作用关系（图1）。
图 1.植物基因组大小与微生物互作
张海洋校聘研究员为上述论文的第一作者兼通讯作者。河北大学为第一单位，论文得到国家自然科学基金面上项目（32371786）和河北省自然科学基金项目资助（C2023201075）。
生物地球化学循环研究团队在《Ecology Letters》发表最新研究成果
文章题目：Fungal genome size and composition reflect ecological strategies along soil fertility gradients
基本信息：Ecology Letters, 2023 https://doi.org/10.1111/ele.14224
内容简介：
基因组性状反映了导致现存生物之间生态变异的进化过程，包括它们如何获取和利用资源的变异。土壤真菌的营养策略多种多样，在资源梯度上表现出广泛的适应性差异。
团队张海洋校聘研究员在国际生态学Top期刊Ecology Letters（IF= 8.8）发表了题为“Fungal genome size and composition reflect ecological strategies along soil fertility gradients”的研究论文，明确了基因组大小和组成对揭示养分梯度上真菌生活史策略的重要性（图1）。
我们测试了基因组性状与菌丝营养性状之间的权衡，因其对资源开发和栖息地偏好的反应差异，假设了这种权衡在真菌之间的差异。我们发现基因组大的物种表现出菌丝营养贫乏和GC含量低的特点。这些模式在各种真菌中都能观察到，但解释力各不相同。我们将性状数据与在463个澳大利亚草地、林地和森林土壤样本中观察到的真菌物种进行了比对。基因组大、GC含量低的真菌在养分贫乏的土壤中占主导地位，这与组成变化和物种更替有关。这些发现凸显了土壤真菌生态策略基本机制。
图 1.不同真菌类群中物种基因组大小（对数转换）与GC含量（%）之间的相关性
张海洋校聘研究员为上述论文的第一作者兼通讯作者。河北大学为第一单位，论文得到了澳大利亚研究理事会的资助（(FT190100590)）。
生物地球化学循环研究团队在《Journal of Experimental Botany》发表最新研究成果
文章题目：Rapid quantification of biological nitrogen fixation using optical spectroscopy
基本信息：Journal of Experimental Botany, 2023 https://doi.org/10.1093/jxb/erad426
内容简介：
以往量化生物固氮速率的测定方法如乙炔还原法、拉曼光谱法、光腔衰荡光谱技术(CRDS)和同位素比质谱法(IRMS)等存在大尺度和长时间序列应用的局限性。为了明确植物-根瘤菌相互作用等生物固氮控制机理，需要简化且成本低廉的方法来量化生物固氮的速率和控制，找到一种适用于野外大尺度和长时间序列监测且经济便捷替代方法尤为重要。
基于此，团队张海洋校聘研究员与澳大利亚西悉尼大学Jonathan Plett 和Ian Anderson等合作者们发表原创方法性文章，首次利用近红外光谱法快速量化豆科植物固氮，阐述了近红外光谱法快速量化生物固氮的重要意义。
本研究通过温室和田间实验分别对比传统IRMS和近红外光谱学测定温室及田间生长的豆科植物δ15N及植物N浓度（图1），结合非豆科植物的氮同位素值，利用同位素模型计算豆科植物氮素来自于固氮过程的比例和含量。结果发现无论是在温室还是在野外大田试验中，基于光谱预测的植物氮含量、δ15N、豆科植物固氮比例和固氮量都和传统IRMS测定的结果高度切合。该研究能够帮助未来监测不同时间和空间尺度生物固氮的动态响应和潜在控制因素，并阐明未来气候变化下生物固氮的影响机制，有利于生物固氮的大规模或长期生态系统监测。更为重要的是，该研究对于重要豆科牧草和农作物高效固氮品种的田间选育和高效豆科固氮菌的大范围筛选提供了技术支撑。
图1：基于测量值（同位素比质谱法；IRMS）与预测值（光学光谱）对苜蓿（Medicago sativa）中来自大气固定（Ndfa）的氮的百分比（%，a）和固氮量（克/平方米，b）的量化。
张海洋校聘研究员为论文第一作者兼通讯作者，河北大学为第一单位，论文得到国家自然科学基金面上项目（32371786）、河北省自然科学基金项目资助（C2023201075）和澳大利亚研究理事会（FT190100590）项目的资助。
生物地球化学循环研究团队在《Ecology》发表最新研究成果
文章题目：β-diversity in temperate grasslands is driven by stronger environmental filtering of plant species with large genomes
基本信息：Ecology, 2022 https://doi.org/10.1002/ecy.3941
内容简介：
阐明群落组合和生物多样性模式的内在机制是生态学和进化的核心。基因组大小（GS）一直被认为可能会影响物种承受环境压力的能力，因此可能有助于驱动群落的组合。然而，基因组大小在驱动β-多样性（即物种组成的空间变异性）方面的作用仍不清楚。
基于此，团队张海洋校聘研究员与合作者们测量了中国温带草原上横跨3200公里的52个地点的161种植物的GS和群落组成。通过将物种组成的更替与环境差异相关联，我们发现资源过滤（即环境差异，包括降水、土壤氮和磷的浓度）对大GS物种β多样性模式的影响大于小GS物种。相比之下，地理距离对小GS物种β多样性变化的解释要多于大GS物种。在对水、氮和磷水平进行的为期10年的实验中，增加资源会增加大GS物种的植物生物量，这表明大GS物种对资源可用性的变化更为敏感。这些发现凸显了GS在驱动群落组合和预测物种对全球变化的反应方面的作用。
(a)基因组大小（GS）的群落加权平均值（CWM）比较；(b, c)未添加和添加了资源的地块中基因组较大（蓝色；b组）和基因组较小（黄色；c组）的物种的生物量产量（克/平方米）。
张海洋校聘研究员为论文第一作者兼通讯作者，河北大学为第一单位，本研究得到了国家自然科学基金（42130515和32171543）、国家重点研发计划（2022YFF1300603）和澳大利亚研究理事会（FT190100590）的资助。
