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本组最近成果摘要 |
========= 科研信息 ========= |
代超旭论述了西藏纳木错和巴木错湖边土壤微生物的物种组成与生态功能。
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摘要：微生物是与人类社会和生态环境发展密切相关的巨大群体，它在调节环境方面起着重要作用。土壤是微生物生存的重要场所，并且是微生物生长和繁殖的天然介质。土壤微生物是肉眼无法观察到的土壤中所有微小生物的总称。随着人类活动的增加，全球气温的升高，温度升高带来的全球气候变化对人类生活和自然环境带来深刻的影响。青藏高原因其独特的地理位置环境，对中国乃至全球的气候有非常重要的影响。在青藏高原的纳木错湖和巴木错湖地区交错分布着高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸等植被类型，是研究气候和环境变化的理想场所。
本研究采集纳木错湖和巴木错湖附近的土壤，通过宏基因组测序分析。研究样本土壤微生物物种组成、生态功能。主要结果如下：
（1）在两个土壤宏基因组S03-05和S05-01的微生物物种群落构成上，细菌占绝对优势，分别为98.12%和98.38%，古细菌、真菌、真核生物和病毒的含量非常少。
（2）在门类水平丰度上，S03-05中变形菌门（26.82%）丰度最高，其次是放线菌门（22.16%）、酸杆菌门(19.45%)和拟杆菌门（3.81%）；S05-01中丰度依次为变形菌门（30.86%）、酸杆菌门(19.13%)、放线菌门（13.16%）、拟杆菌门（12.72%）和芽单胞菌门（4.96%）。
（3）S03-05和S05-01的变形菌门中均含有α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、δ-变形菌纲的菌群。α-变形菌纲的大多数菌种可以在海洋深层沉积物，冰川或者深层土壤中，表明两个样本中含有低浓度的营养物质，这与青藏高原高寒极端环境是相符的。β-变形菌纲有多样的代谢方式，含有化能自养、光能自养和异养型，地表下土壤中大部分属于化能自养细菌。两个样本的细菌组成揭示，青藏高原土壤中通过菌群代谢利用碳源，对涵养碳有着很大的作用。
（4）S03-05和S05-01 的COG注释结果如下：两个样本中主要是氨基酸转运和代谢功能，分别为8.68%和8.20%；而普通功能预测、RNA加工与修饰、染色质的结构和动力学、细胞外结构、核结构、细胞骨架在两个土壤宏基因组中丰度很低。
（5）KEGG注释结果表明：S03-05和S05-01一级通路中，新陈代谢通路是功能基因注释到的丰度最高的通路，丰度分别是60.47%和61.12%。在二级通路中，碳水化合物代谢通路丰度最高，分别是15.02%和15.51%。CAZy注释结果显示，两个样本宏基因组中丰度最高的酶类是糖基转移酶和糖苷水解酶，其次是糖苷水解酶。可见两个样本土壤中，能量代谢比较旺盛，参与碳元素的代谢和循环。且揭示青藏高原土壤微生物是碳、氮等元素循环重要的组成部分。
（6）S05-01的优质Bin分析结果：GO注释结果显示，在Bin11、Bin13、Bin26，这三个优质Bin中，基因参与的生物学过程、基因执行的分子功能、基因所处的细胞组分三个部分的丰度基本相似的。COG注释结果显示，Bin11中的碳水化合物转运和代谢，含量最高12.49%（212个），Bin13和Bin26中细胞壁/膜/包膜生物发生和氨基酸转运和代谢含量相对最多，分别为7.13%（238个）、7.76%(259个)。Bin26的系统发育分析显示，进化距离最近的物种是归属于放线菌门和螺旋体门的物种类群。通过RAST注释Bin26结果显示，Bin26中主要含有碳水化合物、氮代谢、硫代谢相关的基因和酶。
