核心概念：什么是CUE？

微生物碳利用效率（Carbon Use Efficiency, CUE） 是指微生物将吸收的碳（C）转化为自身生物量（Growth）的比例，

而不是通过呼吸（Respiration）释放回大气中的比例。


基于¹⁸O-H₂O（氧-18标记水）掺入DNA的方法

这是一个目前非常前沿和先进的技术，用于测量整个微生物群落的总碳利用效率，而不是针对某一种特定外源添加物（如葡萄糖）的利用效率。


方法原理详解：

  1. 标记：向土壤样品中添加¹⁸O标记的水（H₂¹⁸O）。微生物在生长繁殖、合成新DNA的过程中，会利用水环境中的氧原子。

  2. 掺入：¹⁸O原子会被掺入到新合成的DNA链的磷酸基团中。微生物生长越快，合成的新DNA越多，掺入的¹⁸O就越多。

  3. 提取与测量：培养结束后，提取土壤中所有微生物的总DNA。使用分子技术（如下一代测序）可以测量DNA中¹⁸O的富集程度，从而计算出微生物的总生长速率。

  4. 关联计算：同时，在培养期间测量土壤的基础呼吸速率（释放CO₂的速率）。将测得的生长速率与呼吸速率相结合，通过模型计算出整个微生物群落的平均CUE。

计算公式可以简化为：CUE = 生长速率 / (生长速率 + 呼吸速率)


土壤微生物碳利用效率（CUE）检测，我们为您制定的实验方案是目前国际上较为先进的基于¹⁸O-DNA稳定同位素探针技术。

该方法的核心原理是：
我们将向土壤样品中添加无害的氧-18（¹⁸O）标记水。微生物在生长过程中会将其掺入到新合成的DNA中。通过精密测量DNA中¹⁸O的富集程度，我们可以精确计算出微生物群落的总生长速率。同时，我们会监测培养过程中土壤的二氧化碳释放速率（呼吸速率）。最终，通过生长与呼吸速率的比值，计算出能反映土壤微生物群落整体代谢状态的碳利用效率（CUE）。

该方法的优势在于：

  1. 更接近真实情况：它测量的是微生物对土壤中原有总有机碳的利用效率，而不是对单一外源添加物（如葡萄糖）的响应，结果更能代表土壤真实的碳循环过程。

  2. 避免了添加底物的干扰：无需添加高浓度的糖类等底物，避免了因“糖冲击”而可能带来的测量偏差。

  3. 高通量且信息丰富：提取出的DNA后续还可用于微生物群落结构分析，能更全面地 linking 碳循环功能与微生物种类。

检测的成本主要构成如下：