永久凍土の微生物コミュニティのメタゲノミクス分析は,融解に対する急速な反応を明らかにしています

科学分野:

• 環境微生物学 環境微生物学
• 地質化学 地質化学
• 分子生物学は分子生物学である.

背景:

• 永久凍土は膨大な量の炭素を貯蔵しており,地球全体の気温上昇により解凍時に放出されやすくなります.
• 解凍された永久凍土の有機物質の微生物分解は,重要な温室効果ガス排出につながる可能性があります.
• 永久凍土の融解に対する微生物の反応を理解することは,気候フィードバックループの予測に不可欠です.

研究 の 目的:

• 深層メタゲノム配列解析を用いて,微生物の遺伝学および機能的遺伝子に対する永久凍土の融解の影響を調査する.
• 微生物コミュニティの変化と,融解中のメタン排出量との相関性を調べる.
• 永久凍土の解凍における炭素と窒素の循環における微生物の作用を解明する.

主な方法:

• 永久凍土のDNAの深層メタジェノミックシーケンシング.
• 解凍状態をシミュレートするために,永久凍土のサンプルを5°Cで化します.
• 微生物の系統遺伝学および機能遺伝子の豊富さと経路の分析.
• 土壌のメタゲノムデータからゲノム草案の構築.

主要な成果:

• 凍った状態から解凍状態への移行の間に,微生物の遺伝子豊富さと生化学的経路の急速な変化が観察されました.
• 永久凍土のメタゲノムは,1週間の解凍インキュベーションの後,互いに似合うようになりました.
• 炭素と窒素の循環に関与する遺伝子は,新しいメタノゲンの特定とともに,急速なシフトを示しました.
• 融解中に放出されたメタンは,メタノトロフィック細菌によって消費されました.

結論:

• 永久凍土の融解は,微生物コミュニティの構造と機能に大きく急速な変化を引き起こします.
• 炭素と窒素,特にメタンの循環は,永久凍土の解凍に非常に活発です.
• メタゲノミックアプローチは,永久凍土の生態系を支配する複雑な微生物のプロセスに関する包括的な洞察を提供します.