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冰川生境變化改變微生物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究獲新進(jìn)展

發(fā)表日期:2024-07-15來源:西北生態(tài)環(huán)境資源研究院放大 縮小

近年來,全球氣候變化和冰川退縮問題日益受到關(guān)注,冰川微生物區(qū)系研究逐漸成為重要的研究領(lǐng)域。與極地冰川相比,山地冰川通常具有陡峭的海拔梯度、不同生境之間的水文連通性以及更大的季節(jié)性變化。

高山冰川生態(tài)系統(tǒng)包含多種不同的生境,這些生境支持以細(xì)菌、真菌和古菌等微生物為主的多種生命形式。因此,了解氣候變化對冰川相關(guān)區(qū)域的生態(tài)影響,描述冰川微生物群落結(jié)構(gòu)在多個生境的變化特征變得至關(guān)重要。冰川的凍結(jié)和解凍過程伴隨著微生物的封存、釋放和定殖,該過程有可能通過重塑微生物相互作用來改變微生物介導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)功能。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院甘肅省極端環(huán)境微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)在唐古拉山冰凍圈與環(huán)境西藏自治區(qū)野外科學(xué)觀測研究站的協(xié)助下,研究了冬克瑪?shù)妆ㄋ姆N冰川生境(雪、冰、融水和前沿土壤)的微生物群落結(jié)構(gòu)特征,包括細(xì)菌、真菌和古菌。

研究結(jié)果表明,冰川微生物的封存、釋放和定殖過程改變了冰川微生物群落的多樣性和結(jié)構(gòu)以及微生物網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性??蒲腥藛T利用域間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方法,進(jìn)一步研究了細(xì)菌、真菌和古菌之間的相互交叉作用。

研究結(jié)果顯示,不同微生物之間的分級互動增加了細(xì)菌-真菌-古菌網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,細(xì)菌-真菌-古菌網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性隨著冰川微生物的封存、釋放和定殖過程而依次增加。冬克瑪?shù)妆ㄎ⑸锷鷳B(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵物種主要是屬于極單胞菌屬的未分類物種。在冰川生態(tài)系統(tǒng)中,大多數(shù)關(guān)鍵物種都會受到多種環(huán)境因子特性的影響,表明關(guān)鍵物種并不會因?yàn)閭€別環(huán)境因子的突然變化而嚴(yán)重喪失。

該成果以Habitat changes due to glacial freezing and melting reshape microbial networks為題,在線發(fā)表在Environment International上,西北研究院博士研究生賈譜超為論文第一作者,張威研究員為通訊作者。該研究得到了甘肅省科技重大專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目的共同資助。

論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016041202400374X

圖 1. 冰川四種生境中細(xì)菌、真菌和古菌群落的跨營養(yǎng)級網(wǎng)絡(luò)關(guān)系

圖 2. 物種拓?fù)渥饔玫摹-P 圖,雪(a)、冰(b)、融水(c)和土壤(d)


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