热带海洋环境国家重点实验室(LTO)在海洋细菌碳循环机制方面取得新进展

近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)徐杰研究员团队在海洋细菌碳循环机制方面取得新进展,相应成果由施震等发表于生物地球化学领域知名期刊Journal Of Geophysical Research: Biogeosciences上。

近岸和陆架海域是有机碳的输送、改造、矿化和埋藏等过程最活跃的区域,是碳循环的关键地带。异养细菌是有机碳改造和矿化的关键参与者,决定有机碳的归宿。然而,异养细菌利用有机碳的过程与机制非常复杂,细菌胞外酶水解、代谢活动和群落结构之间相互作用机制尚不清楚,需要进行深入研究。

该研究团队分析了夏季珠江口邻近海域细菌胞外酶水解速率、代谢活动和群落结构随环境梯度的变化。研究发现,浮游植物释放的含亮氨酸有机质是高活性有机质,促进细菌生长,提高细菌生长效率。细菌优先利用含亮氨酸有机质可能是海洋中普遍存在的细菌与浮游植物的耦合关系的重要原因。胞外酶水解速率随环境梯度变化趋势在细菌群落和单个细菌细胞水平上存在差异。细菌群落胞外酶水解速率随环境变化与有机质的供给及细菌群落组成密切关联,而单个细菌胞外酶水解速率的变化不仅与群落组成有关,而且与细菌合成代谢和分解代谢之间的碳分配有关。相关研究发现提升了海洋细菌-有机质相互作用机制的认识。

 

1细菌群落和单个细菌胞外酶水解速率的空间变化

AGα-葡萄糖苷酶,BGβ-葡萄糖苷酶,CHI:几丁质酶,LA 亮氨酸氨基肽酶

2 细菌主要类群与胞外酶水解速率的联系

 

该研究由中国科学院前沿科学重点研究计划、国家自然科学基金项目、广东省科技厅项目、中国科学院南海生态环境工程创新研究院项目等共同资助。

 

Shi Z., Xu J., Li X.F., Li R.H., Li Q., 2019. Links of Extracellular Enzyme Activities, Microbial Metabolism, and Community Composition in the River-Impacted Coastal Waters. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 124, 3507-3520