mBio:发现冷泉喷发促进了有机碳循环和微生物群落结构的变化

来源：上海交通大学2022-03-12 09:01

在海洋中，几乎所有深埋甲烷的释放和消耗都发生在冷泉中。因此，分析冷泉的甲烷循环对于估算海洋甲烷源和汇是非常重要的。厌氧甲烷氧化古细菌(ANME)和硫酸盐还原菌(SRB)介导的厌氧甲烷氧化(AOM)是冷泉生态系统的主要能量来源，也是阻止甲烷逃逸的关键屏障。由于技术挑战，尚未实现对喷发冷泉生态系统组成和功能的直接监测，也无法评估冷泉喷发状态对甲烷转化的影响。这是

在海洋中，几乎所有深埋甲烷的释放和消耗都发生在冷泉中。因此，分析冷泉的甲烷循环对于估算海洋甲烷源和汇是非常重要的。甲烷厌氧氧化(ANME)和硫酸盐还原(SRB)介导的甲烷厌氧氧化(AOM)是冷泉生态系统的主要能量来源，也是阻止甲烷逃逸的关键屏障。由于技术挑战，尚未实现对喷发冷泉生态系统组成和功能的直接监测，也无法评估冷泉喷发状态对甲烷转化的影响。这是冷泉甲烷-碳循环研究中缺失的一环。

最近，上海交通大学海洋学院的张宇团队在mBio上发表了一篇文章“模拟冷渗漏驱动的模拟有机碳循环和微生物群落转移”。利用深海环境模拟技术和宏观分析，揭示了冷泉喷发促进了有机碳循环和微生物群落结构的变化。

研究人员利用一个可以独立控制甲烷分压和培养压力的气液混流高压培养系统来模拟深海冷泉[2]。所用样品是连续培养了十多年的ANME-2a深海泥火山的富集物。在以前的研究中，证实了ANME-2a可以在高压甲烷(8MPa分压)下将甲烷转化为乙酸[3]。在此基础上，研究团队进一步控制甲烷分压(12MPa)和培养压力(8，15，30mpa)，模拟不同的冷泉喷发状态。发现在非爆发条件下，甲烷主要被ANME氧化为二氧化碳和乙酸，支持了ANME和SRB的生长，以及梭菌和-原生菌等异养微生物的生长。在模拟喷发条件下，甲基营养古菌和甲基营养古菌的比例迅速增加，取代了ANME和硫酸盐还原菌的优势地位。基因组分析表明，甲烷可以被甲基杆菌氧化为甲醇，进一步被甲基杆菌、副球菌和食甲基菌氧化为甲醛，然后被新的异养细菌如杆菌同化。在模拟喷发条件下，有机质的转化途径和群落的代谢网络变得更加复杂。(100yiyao.com)

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