古菌与海沟深渊碳循环

        海洋是个巨大的碳库,但由于海洋时空跨度巨大,生物地球化学环境多变。尽管海洋碳循环如此重要,但与海洋其他环境相比,因观测和采样条件和技术的限制,海洋深渊区或称海沟区(Hadal zone)碳循环的研究罕有报道。海沟深渊是地球上最深的地方,除了低温高压的特性外,还是地震活动的高发带。地震会造成滑坡,促进海沟区域海底沉积物的侧向搬运,从而使得海沟区域沉积物有机质丰富。


        本实验室已经连续3 年参加了由中国海洋大学牵头的深渊海观测项目,通过自主研发的大体积样品采集装置,在马里亚纳海沟深处获得了一批宝贵的样品,用于研究在黑暗、低温和高压条件下的生物代谢活动和生命演化。同时寻找和发现深海生物资源,包括新的菌种、新型天然化合物和微生物代谢产物。已开展的工作发现马里亚纳海沟水体中的MGII 可以分为MGIIA、MGIIB 和MGIIC 三个亚类群,其中以MGIIB 的含量最为丰富。目前研究结果揭示了深海寡营养环境中MGII 的生存机制,表明了微生物在海洋碳氮循环中所起的关键作用。


        基于深渊海沟环境样品的宏基因组数据,利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等多种分析方法对海沟全水深DOM进行表征,获取海沟水体DOM的分子组成特征,结合深海寡营养环境中古菌的生存机制,从而加深我们对海沟碳储机制的理解,为进一步完善精确量化全球碳循环过程提供实验数据及理论依据。

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