城市环境所对磷脂在土壤中的快速周转研究证实了PLFA方法的经典假设
磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid, PLFA）分析是微生物鉴定和群落结构测试的重要方法。与核酸检测相比，PLFA在表征微生物活体细胞和精确定量微生物量方面具有明显优势。然而，PLFA方法是建立在一个经典假设的基础上，即认为磷脂会随着细胞死亡而迅速降解。遗憾的是，迄今磷脂在土壤中的降解速率从未被准确量化。中国科学院城市环境研究所研究人员选取细菌（大肠杆菌、甲烷氧化菌）和真菌磷脂作为研究对象，结合13C标记技术，分析了13C标记游离磷脂在土壤中的周转速率，测定了土壤微生物量及温度等因素对游离磷脂周转速率的影响，在国际上首次证实了PLFA方法的经典假设。
首先，研究人员通过室内培养实验发现，尽管添加的磷脂的种类及含量不同，但是13C-PLFA的变化呈现相似的趋势（图1），并且不同的磷脂脂肪酸也呈现相同的降解趋势。根据模型拟合发现总磷脂脂肪酸的半衰期约在20小时左右，特征脂肪酸的半衰期在14-27小时，不同特征脂肪酸略有差异。
其次，不同土壤微生物量和培养温度对磷脂脂肪酸的降解研究发现，土壤微生物量不是影响磷脂降解的限制因素，而温度可显著影响PLFA的降解（图2），在该研究中发现低温会增长磷脂降解的半衰期。
研究同时发现，在i15:0,14:0和16:1ω5c等PLFA中检测到13C，表明试验中可能出现二次同化。根据含量最高的特征脂肪酸i15:0得出二次同化比例小于该成分的1%，因此该研究可以忽略二次同化对磷脂周转速率测定的影响。
总之，该研究通过外源游离磷脂结合13C标记分析磷脂种类、土壤微生物量和温度对周转速率的影响，对磷脂在土壤中的周转过程进行了准确量化，证实了PLFA仅表征活体微生物这一经典假设。
该研究于5月26日以High turnover rate of free phospholipids in soil confirms the classic hypothesis of PLFA methodology 为题在线发表在Soil Biology and Biochemistry 杂志上(Vol 135, 323-330)。城市环境所研究生张迎迎、郑宁国为论文共同第一作者，研究员姚槐应为论文通讯作者。该研究受到国家自然科学基金(41525002,41761134085)、国家重点研发项目（2017YFD0200102）和中科院战略性先导科技专项(XDB15020301)的资助。
图1 真菌的总13C-PLFA和特征脂肪酸的13C 含量变化
图2 不同温度及土壤微生物量条件下13C-PLFA含量变化
城市环境所对磷脂在土壤中的快速周转研究证实了PLFA方法的经典假设
