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微生物技術國家重點實驗室張玉忠教授團隊發表海洋微生物驅動有機硫循環研究新進展

發布日期:2021年10月20日    點擊次數:

10月16日,微生物技術國家重點實驗室張玉忠教授團隊在國際微生物學領域主流期刊Microbiome在線發表題為Biogeographic traits of dimethyl sulfide anddimethylsulfoniopropionate cycling in polaroceans的研究論文(Microbiome,2021, 9(1): 207. DOI: 10.1186/s40168-021-01153-3. IF:14.65)。研究團隊的博士研究生滕兆潔與秦啟龍副教授為并列第一作者,山東大學微生物技術國家重點實驗室為第一完成單位。

二甲基巰基丙酸內鹽(dimethylsulphoniopropionate, DMSP)在海洋環境中廣泛分布,是海洋細菌的重要營養物質,也在全球硫循環中發揮著重要作用。海洋中的微生物可以通過不同種類的DMSP裂解酶將DMSP代謝為揮發性的二甲基硫(dimethyl sulfide, DMS)。DMS被認為是一種“冷室效應氣體”,大氣中的DMS可能對全球氣候變化產生影響。

本研究系統分析了極地海洋與低緯度海洋海水來源的宏基因組樣品和宏轉錄組樣品中微生物來源的DMS/DMSP循環相關基因的生物地理特征。結果表明,與低緯度海洋相比,極地海洋中DMS/DMSP循環相關基因的豐度更高,并具有獨特的生物地理分布特征。DMSP脫甲基酶(DmdA)、DMSP裂解酶(DddD、DddP和DddK)和三甲胺單加氧酶(Tmm,將DMS氧化成二甲基亞砜)的編碼基因是參與全球DMS/DMSP循環的最普遍的細菌基因。在極地海洋DMS/DMSP循環中,α-變形菌綱和γ-變形菌綱發揮著重要作用。進一步研究發現,極地海洋中DMS/DMSP循環中的生物地理特征與采樣深度顯著相關,而與地理距離的無明顯相關性。在極地海洋中,影響DMS/DMSP循環生物地理分布的關鍵因素并非擴散限制,而是表層和深水生境的差異。

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極地和非極地低緯度海洋中細菌DMS/DMSP代謝概念圖

張玉忠教授領銜的研究團隊長期從事海洋微生物學與微生物海洋學研究,近年來在海洋微生物驅動的碳、氮、硫元素循環領域取得了系列研究成果。本次在Microbiome上發表的研究成果是該團隊在海洋微生學與微生物海洋學研究領域取得的又一新進展。

該論文由山東大學、中國海洋大學、青島海洋科學與技術試點國家實驗室、英國University of Warwick等單位的相關學者合作完成。研究工作得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金項目、中央高?;究蒲谢?、山東省重大科技創新工程和泰山學者攀登計劃等項目的資助。

文章鏈接:DOI: 10.1186/s40168-021-01153-3.

【 作者:滕兆潔 蘇海楠   攝影:滕兆潔 蘇海楠    來源:微生物技術研究院     編輯:丁璇    】

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