微生物碳酸酐酶在岩溶系统碳循环中的作用与应用研究进展.pdf

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1、第32卷第3期生物学杂志V_o1．32NO．32015年6月J0URNALOFB10LOGYJun．2015doi：10．3969~．issn．2095-1736．2015．03．078微生物碳酸酐酶在岩溶系统碳循环中的作用与应用研究进展吴雁雯，张金池(南京林业大学林学院，江苏省水土保持与生态修复重点实验室，江苏南京210037)摘要岩溶动力系统是一个三相不平衡开放系统，该系统在由生物圈主导的四圈层间进行物质循环与能量流动，以CO：．H2O。CaCO3循环为主进而对全球碳循环起到推动作用。碳酸酐酶(carbonicanhydrase，CA)是一种以z

2、n为活动中心的金属酶，在微生物中广泛存在，通过催化CO的水合反应对岩溶动力系统中的碳循环起到驱动作用。综述了微生物碳酸酐酶结构与功能的研究历程，系统阐述了该酶对岩溶动力系统碳循环的重要驱动作用，并结合4L-Y--~上对该酶开发应用的相关成果，为破坏山体恢复技术的应用与发展提供新思路。关键词微生物碳酸酐酶；岩溶动力系统；碳循环；破坏山体恢复中图分类号Q939．96；P967文献标识码A文章编号2095—1736(2015)03—0078—06li‘cr0lb●ia’lCar■b0ni‘can1nVc1Iraseacti‘onanc1IapD’li■ca

3、U00n0n●’●●T，·'■·●Carb0ncyclin~lnarstI1ynamicsystem：areVleWWUYlan—wen。ZHANGJin—chi(JiangsuKeyLaboratoryofSoilandWaterConservationandEcologicalRestoration，CollegeofForestry,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037，China)AbstractThekarstdynamicssystemisanopensystemwiththreeunbalanc

4、edphases，whichisdominatedbybiosphereinmaterialcirculationandenergyflOW,meanwhile，thecirclebetweenCO2，H2OandCaC03playansignificanteroleinpromotingtheglobalcarboncycle．Carbonicanhydraseisonekindofmetalzincenzymes，whichexistswidelyinmicroorganisms．Thisenzymehasdrivingefectonthecar

5、boncycleinkarstdynamicsystemviacatalytichydrationreactionofCO2．Inthispaper,wereviewedintheresearchofthestructureandfunctionofmicrobialcarbonicanhydrase，systemelaboratedtheimportantroleoftheenzymeondrivingthecarboncycleinkarstdynamicsystem，andcombinedwiththedevelopmentandapplica

6、tionofrelevantachievementsinchemicalindustry,thuscomeupwiththenewthoughtofitsfutureapplicationwhichcombinedwiththedestroyedmountainrecoverytechniqueresearch．Keywordsmicrobialcarbonicanhydras；karstdynamicssystem；carboncycle；destroyedmountainrecovery岩溶生态系统是地球表层系统的重要组成部分，一，研究发现，通过

7、以碳循环为主的作用过程，生物圈全球岩溶面积占陆地面积的12％。中国岩溶地区分布在地球表层系统中具有捕获、赋存及转化太阳能，驱动广泛，发育成熟，类型多样，该类型地区常见土壤遭受表层物质与能量循环，引发包括岩溶作用在内的各种严重侵蚀，岩石裸露，植被难以生长等极端表现。表层地质作用。随着生物岩溶作用研究的不断深入，生物是地球表层系统中最为活跃的地质营力之张捷等⋯探究了地表与土壤中细菌、真菌对岩溶侵蚀收稿日期：2014．09．30；修回日期：2014—10-27基金项目：国家林业局948项目“破坏山体植被恢复长期维持技术引进”(2008—4—40)作者简介：

8、吴雁雯，主要从事水土保持和荒漠化防治，E—mail：wywhsl@sina．com；通信作者：张金池，教授，