指甲蓋面積大小的土壤中，微生物數量最高可達上百億，種類最多可達上百萬。這些難以計數的土壤微生物如何相互作用，并在復雜環境中發揮功能，一直是土壤微生物學的技術難點和研究前沿。2011年，中國科學院南京土壤研究所賈仲君課題組利用穩定性同位素示蹤氨氧化微生物DNA，開發了高通量測序微生物群落13C-16S rRNA基因技術，將低豐度微生物檢測限提高至少上百倍，揭示了土壤中氨氧化細菌、古菌、亞硝化細菌的相互作用規律，研究成果2011年刊發在國際微生物生態會刊The ISME Journal 后，迄今SCI數據庫被引次數進入當年度該雜志所有論文排名的5%，得到國際同行廣泛關注。
已知的甲烷氧化菌和氨氧化菌是溫室氣體甲烷排放與農田氮肥轉化的重要調控者，二者功能類群多樣，生理代謝迥然不同，但具有一定的親緣互作關系。最近，賈仲君課題組以稻田土壤甲烷和氨氧化相互作用過程為模式體系，進一步開發了高通量測序13C-功能基因技術，定量刻畫了稻田甲烷氧化與氨氧化的微生物相互作用，發現尿素顯著刺激了類型Ia甲烷氧化菌生長，甲烷抑制了Nitrosomonas氨氧化細菌的生長，其主要原因可能是研究體系中C/N比高于9.0，氮素成為類型Ia甲烷氧化菌的生長限制因子，而類型II甲烷氧化菌幾乎未受影響，同時發現古菌未參與這一過程，研究結果被Biogeosciences 發表。進一步與國際同行合作，針對北歐冰島火山灰草地土壤，發現古菌主導了氨氧化過程并抑制了甲烷氧化菌生長，而氨氧化細菌則未參與這一過程，研究結果被國際微生物生態會刊The ISME Journal 在線發表。
以上研究得到了國家自然科學基金委重大項目課題和科技部國際科技合作項目的資助。
稻田土壤中甲烷氧化細菌與氨氧化細菌相互作用的定量描述
稻田土壤中活性的甲烷氧化菌類群及其對尿素氮肥的響應
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土壤是地球的“皮膚”，更是全球農業與生態的基石。近日，由中國科學院地質與地球物理研究所領銜的國際研究團隊運用分布式光纖傳感技術（DAS），首次實時捕捉到了農田土壤在分鐘級的結構波動，并通過獨創的土壤結......
作為全球農業與生態的基石，有地球“皮膚”之譽的土壤如何受耕作方式影響？長期以來頗受學界關注。實現不破壞土壤實時監測中國科學院地質與地球物理研究所施其斌副研究員領銜的國際研究團隊，最新研究運用被形象稱為......
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