土壤氨基糖是指一类含有氨基和羟基的糖类化合物,主要来源于微生物细胞壁的残留以及微生物代谢产物。它们是土壤有机质的重要组成部分,具有较高的稳定性和微生物异源性,在土壤中能够长期保存。土壤氨基糖不仅是评估微生物对土壤有机碳、氮贡献的重要指标,还能通过不同组分的比值反映微生物群落组成的变化。常见的土壤氨基糖包括氨基葡萄糖、氨基半乳糖、氨基甘露糖和胞壁酸等,它们在土壤生态系统的物质循环和结构稳定中发挥着关键作用。
土壤氨基糖来源:
微生物合成:大部分来源于微生物残体(真菌/细菌生物量)
植物输入:少量来自植物根系分泌物
有机质转化:腐殖质结合态氨基糖(与铁铝氧化物共沉淀)
实验方法
气相色串联质谱
称取约0.5~1.0g的土样于水解管中,沿管壁加入5 mL 6 mol/L盐酸,用氮气置换水解管中空气2min后密封。在烘箱中105℃放置8h水解。
待水解液冷却至室温后,加入250μg肌醇。涡旋仪震荡30s混匀。取水解液于5mL离心管中,于8000rpm离心1min。取上清液1mL于50mL离心管中用氮气于吹干。用20mL纯水溶解残渣。用0.4mol/LKOH 0.01mol/LHCL调节pH至6.6~6.8。
离心管以4000rpm离心10min,转移出上清液于100mL茄型瓶中,于65℃,25rpm旋转蒸发至干。再加入10mL无水甲醇溶解瓶中残渣。后转移至另一50mL离心管。氮吹至5mL左右,涡旋溶解管壁有机物后,以4000rpm离心10min,除盐。再将上清液转移到5mL衍生瓶中吹干。并加入100μg戊五醇1mL水,冻干。
标准样品制备:
同时准备3个标准样品。另取衍生瓶中加入100μL混标(1mg/mL的氨基葡萄糖、氨基半乳糖、0.5mg/mL氨基甘露糖,0.25mg/mL胞壁酸),50μg肌醇,100μg戊五醇,轻轻摇匀后,与样品衍生瓶一起冻干。
衍生:
a) 向吹干的样品和标准样品的衍生瓶中加入300μL衍生试剂后盖紧。涡旋30s混匀。
b) 在80℃水浴35min,每5min震荡一次。冷却后加入1mL醋酐,涡旋30s混匀,在80℃水浴25min,每5min震荡一次。衍生管冷却后加入1.5mL二氯甲烷,涡旋30s混匀。
c) 往衍生管中加入1mL1mol/LHCL加盖密封后涡旋30s。静置分层后吸出上层无机相。
d) 改加1mL纯水,重复上述步骤3次。最后一次尽量吸出无机相。
e) 剩余有机相于45℃下氮吹干。溶解到400μL稀释剂中,然后转移到带内插管进样瓶中待测。
图谱、计算
标准图谱:
校正因子计算:
结果计算: