在大米田的地下水平面波动区域中活性无氧甲氧化

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 生物地质化学生物地质化学
• 农业生态系统中的甲循环.

背景情况:

• 田是全球主要的甲 (CH4) 排放来源,也是甲消耗的场所.
• 波动的地下水位对甲循环过程的影响,特别是甲消耗的影响,仍未得到充分研究.
• 了解甲氧化对于减轻农业温室气体排放至关重要.

研究的目的:

• 在波动的地下水条件下,研究在田中甲无氧氧化 (AOM) 的活性和微生物机制.
• 确定在地下水表波动 (GTF) 区域内涉及甲消耗的关键微生物参与者和途径.

主要方法:

• 采用了13C稳定同位素测定,抑制实验和实时定量逆转录PCR (RT-qPCR) 的组合.
• 利用元基因组测序和分类技术分析微生物群落并组装基因组.
• 分析地质化学概况,以了解不同土壤区域的环境条件.

主要成果:

• 地下水平面波动 (GTF) 区域 (深度40-60厘米) 显示了最高的AOM率,与甲和电子受体如氧化铁和酸盐的存在相关.
• 候选甲操作动物 (ANME-2d) 是GTF区域中占主导地位的考古群 (85.4%).
• 抑制实验,RT-qPCR和元基因组组装基因组 (MAG) 分析证实了Ca的活性作用. 甲在通过逆甲生成调解AOM时运行GTF50.

结论:

• 波动的地下水位为田中甲无氧氧化 (AOM) 创造了有利的条件.
• 候选菌 (Candidatus Methanoperedens) 是一个关键的微生物,负责在GTF区域消耗甲,利用逆甲生成途径.
• 这是因为. 以甲为媒介的AOM可能是各种大米田的GTF区域中普遍存在的过程.