海洋沉积物中深古菌的固碳潜能——基于DNA的稳定性同位素示踪研究
深古菌分布广泛、生境多样,是地球丰度最高的微生物之一,被认为在全球碳循环中扮演着重要角色.由于分离培养困难,深古菌的生理代谢功能尚不清楚.前期研究表明,深古菌具有降解木质素的功能;宏基因组分析也表明深古菌包含完整的无机碳固定途径(Wood-Ljungdahl pathway,WL途径),但尚未有直接的功能验证报道.本研究利用木质素与NaH13CO3对海洋沉积物样品进行长期培养,探究深古菌固定无机碳的能力.结果表明:在添加了木质素的培养体系中深古菌持续增长,10个月后其丰度增幅高达15.3倍,并在古菌中占比由30％上升为80％.为查明培养体系内微生物的固碳功能,监测了总有机碳δ13C随时间的变化,发现两种添加了NaH13CO3的体系的总有机碳在最初的一个月均有升高,随后在未添加木质素的体系中基本保持不变,而添加了木质素的体系中δ13C缓慢而持续地增长.对培养过程中不同处理和不同阶段的样品进行DNA提取,并通过超高速密度梯度离心获得不同浮力密度DNA后,利用Q-PCR分析其中深古菌与细菌的16SrRNA基因丰度.发现4个月后添加了木质素和NaH13CO3的体系中深古菌16S rRNA基因相较于细菌更明显集中出现在密度更重的层位,说明深古菌通过利用木质素和固定NaH13CO3大量增殖并导致其DNA被13C标记,深古菌具有固碳代谢的能力.
深古菌、还原乙酰辅酶A途径、固碳、基于DNA的稳定性同位素示踪技术
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S154.3;X835;S953.1
国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金
2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共9页
897-905
