Microbial Mechanisms Associated with Suppressed Nitrification and Reduced Rhizosphere δ¹⁵N under Phosphorus Limitation across an Arid Montane Gradient

土壤¹⁵N自然丰度（δ¹⁵N）是氮流失的有力指标。面对生态系统中日益加剧的干旱导致的氮损失加剧，一个关键问题浮现：作为氮转化的关键驱动因素，微生物如何影响根际氮的氮流失，而根际氮对植物的生存至关重要？本研究在中国西北部的贺兰山进行，这些山脉是温带干旱山地生态系统的代表性。 沿1320-2896米的海拔坡度系统采集了15种优势植物的根圈土壤，并分析了δ¹⁵N、土壤物理化学性质、微生物特性和氮转化速率。 研究发现根际δ¹⁵N随海拔下降，这一模式主要与 气候和土壤化学计量因素有关。随着海拔升高，土壤C/P和N/P比值增加，而总P值下降，表明磷极限加剧。在这些P限制条件下，微生物群落表现出功能重组，表现为细菌多样性增加以及关键P相关功能基因的绝对丰度增加，包括无机磷溶解、磷饥饿反应调控以及磷的摄取和运输。这种协调的遗传适应又与硝化抑制相关，其特征是古菌硝化基因丰度减少和N获取酶活性增加，最终对应氮的减少，反映在根际层δ¹⁵N的下降。 我们的研究揭示了一种由磷限制驱动的关键微生物介导机制，该机制减少氮的流失并维持植物根际的氮的保留，为干旱地区的养分保护策略提供了新的视角。