摘要：在群落水平上研究微生物参与元素循环的生物化学过程及调控途径，将为深入理解复杂环境中微生物多样性维持机制和功能多样性提供支撑。自然环境中微生物的生理代谢功能是与其它生物及自然环境长期相互作用的结果。与纯培养体系相比，土壤环境中微生物具有极其丰富的多样性，在整体水平上清楚认知复杂环境中微生物群落生理代谢过程的分子机制具有较大难度。就微生物数量而言，每克土壤最多含有1010个微生物细胞，而且现有技术条件下，99%以上的微生物种类目前难以培养。通过传统方式获得的某种特定功能细菌可能无法准确反映环境中微生物分布的真实情况，也不能预测功能微生物对底物的同化代谢水平。自然界中几乎所有的元素均有2种或更多的稳定性同位素。一般而言，微生物对轻重同位素组成的化合物的利用没有偏好性。¹³CO₂标记植物地上部后，植物合成含有¹³C的光合作用产物并通过植物的根系和AM真菌的根外菌丝释放到土壤中被微生物所利用，并合成¹³C-DNA，微生物基因组总 DNA通过超高速密度梯度离心将¹³C-DNA 与¹²C-DNA 分离后，进一步采用分子生物学技术分析¹³C-DNA，揭示复杂的根际和菌丝际环境中利用分泌物的活性微生物的种类和数量。在自然生态系统中同一宿主植物往往被多种AM真菌所侵染，利用分根培养体系可以研究同时侵染在同一植物根系的不同种类AM真菌菌丝际的解磷细菌数量和群落组成，从而揭示根际和定殖在同一宿主植物根系的不同AM真菌的菌丝际环境中利用根系和菌丝分泌物的解磷细菌的群落组成和数量。

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