大气臭氧浓度升高对多种作物产量有负面影响，包括小麦，水稻，大豆等都是敏感作物。近年来，地上生态系统的变化对地下生态系统的影响也日益受到人们的关注。以往臭氧浓度增高对土壤微生物生态研究多注重种群多样性和结构的变化，对根际微生物功能的改变却知之甚少。
我所青年创新研究群体项目成员利用开放式大气臭氧浓度升高研究平台（O3-FACE），通过与美国环境基因组研究所的合作，采用基因芯片技术（Genchip 3.0），全面研究了对臭氧有不同敏感程度的两种小麦根际微生物功能基因丰度和多样性在臭氧胁迫下的响应。主要分析与土壤养分循环，特别是碳、氮、硫、磷循环相关的56种基因的变化。研究发现：两种小麦根际微生物功能基因总体水平并未在臭氧增高与对照处理及小麦品种间发生显著改变。但几种特殊功能基因的丰度，如涉及乙酸化（fhs） 碳固定（, CODH），碳降解（exoglucanase，lip），氮固定（nifH），硫还原 (dsrA)，则在处理或品种间有显著差异，而且臭氧浓度增高对敏感小麦品种根际微生物功能基因的影响要大于相对敏感品种。相关分析表明，微生物碳循环功能基因与土壤理化及作物指标有显著相关性，与土壤pH，土壤DOC，微生物生物量C，土壤C/N，小麦千粒重的变化相关。该研究充分说明，臭氧浓度增高对作物根际微生物的功能基因会产生显著影响，并且这种影响与作物对臭氧的敏感程度有关。土壤微生物功能基因的改变对进一步研究作物的营养吸收和土壤的元素循环有着重要意义。
以上研究结果目前已在线发表于国际微生态学杂志The ISME Journal（IF=7.375）上。Shifts of functional gene representation in wheat rhizosphere microbial communities under elevated ozone
