聚合物大小的增加减少了水凝嵌入湿地微生物的单细胞有机碳合并

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
• 微生物生态学 微生物生态学

背景情况:

• 沉积物中有机碳的微生物降解对元素循环至关重要.
• 了解微尺度过程需要保存空间信息的技术.
• 颗粒大小和氧化还原区分显著影响微生物活动和碳合并.

研究的目的:

• 为了研究颗粒大小和氧化还原区分如何影响微生物有机碳的结合.
• 用空间显式技术在微观尺度上量化元素循环.
• 开发一个研究微生物活动在聚合物的基础框架.

主要方法:

• 创建了各种直径 (100,250,500微米) 的水凝微球,并用细菌或湿地微生物群落接种.
• 使用C标记基板和纳米SIMS来量化有机碳纳入微生物生物质的含量.
• 发光纳米传感器测量了微球内的氧气度.
• 使用反应式运输模型来预测长期稳定状态条件.

主要成果:

• 较小的微球 (100微米) 呈现出较高的每体积细胞特异性生长.
• 与较大的颗粒相比,在较小颗粒的表面附近观察到更高的绝对微生物活动.
• 所有颗粒大小都保持了良好的氧气含量,表明有机碳的可用性并没有受到限制.
• 实验数据和模型证明了颗粒大小对微生物活性的影响.

结论:

• 颗粒大小会影响微生物生长和在聚合物中的活性分布.
• 所有颗粒大小的足够氧化表明有限的有机碳可用性是关键因素.
• 这项研究为在聚合物中研究空间依赖的微生物过程提供了一个新的框架.