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李志勇教授团队揭示马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带不同深度沉积物的真菌群落组成及其生物地球化学潜力
发布时间 :2025-09-22  阅读次数 :34

深海微生物群落在全球生物地球化学循环中的关键作用,但是对世界最深的马里亚纳海沟等极端深海生态系统微生物的探索仍然有限。目前,深海微生物生态学研究主要集中在深海原核的细菌以及古菌等方面,迄今我们对于深海真菌群落的多样性、空间分布及其代谢活动的了解还非常有限,尤其是对于深海真菌与原核微生物是如何协同驱动深海元素循环还知之甚少。正是由于深海真菌生态学研究的缺乏,导致目前对于深海微生物群落组成与生态学功能还缺少一个全景认知。

马里亚纳海沟是世界最深的海沟(最深可达11034米)。深渊-超深渊过渡带作为深渊平原与深海沟之间的关键生态过渡带,具有独特的地质结构以及物种分布,突显了生物对极端环境条件的适应能力。对马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带区域的研究对于加深我们对深海生态系统作用的认识至关重要。

2025年9月17日,性直播-粗暴性爱-男女做爱视频 李志勇教授团队在国际海洋与湖沼学领域主流期刊《Limnology and Oceanography》发表了“Sediment depth–dependent fungal community and biogeochemical potentials along the abyssal–hadal transition zone of the Mariana Trench”的文章,揭示马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带(5455–6707 m)的不同深度沉积物的真菌群落组成及其生物地球化学潜力。性直播 博士生宋倩倩为该论文第一作者,李志勇教授为通讯作者,肖湘教授与中科院深海科学与工程研究所荆红梅研究员为共同作者。论文相关研究获得了科技部重点研发项目资助。

该研究从马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带区域的八个站点采集了三层沉积物样本(表层 0 - 6 厘米、中间层 6 - 12 厘米和深层 12 - 18 厘米),利用宏基因组学策略比较了这些不同站点、不同深度沉积物的真菌群落结构与碳、氮、硫元素循环潜力。结果显示,在马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带三个深度的沉积物中共检测到了 8 个真菌门,其中子囊菌门(Ascomycota)最为丰富,其次是毛霉菌门(Mucoromycota)和担子菌门(Basidiomycota),并检出微孢子虫(Microsporidia)和罗兹菌门(Rozellomycota/Cryptomycota)等稀有类群。马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带区域的南部和北部斜坡之间沉积物真菌群落组成与元素循环潜力没有显著性差异,但是在不同沉积层的精细尺度上的真菌群落组成和碳、硫、氮的生物地球化学潜力呈现出明显差异,这可能是由沉积物不同深度的理化性质差异性决定的(图1)。特别值得注意的是,基于真菌宏基因组数据揭示了同化硫酸盐还原(ASR)途径的关键基因——sat、cysI 和 cysC/PAPSS 催化过程,显示深海真菌在硫还原与含硫氨基酸合成等方面的重要作用。真菌的同化型硫酸盐还原酶(ASR)酶系、硫酸腺苷转移酶/三磷酸腺苷(ATP)硫酸酯酶(sat)、腺苷硫酸激酶(cysC)用于将硫酸盐转化为腺苷一磷酸(APS),亚硫酸盐还原酶(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)血红素β组分(cysI)将亚硫酸盐转化为硫化物,最后这种硫化物能够被整合到氨基酸中,例如半胱氨酸和同型半胱氨酸(图2)。同时,研究还发现真菌由 NIT-6 介导的异化亚硝酸盐还原产氨途径,从而为原核微生物生长提供氮源。这些都表明深海沉积物真菌具有不同于原核生物的独特代谢路径。此外,研究还提示深海真菌与原核微生物群体之间具有功能上的互补性,组成元素循环网络,协同驱动深海元素循环(图3)。

总之,该论文不仅表明了马里亚纳海沟沉积物深度对真菌群落和生物地球化学潜力具有非常大的影响,揭示了深海真菌独特的元素循环过程及其与原核微生物共同构成的元素循环网络,而且也为马里亚纳海沟这一极端环境不太为人所知的真菌微生物群落组成与空间分布及其驱动的元素循环提供了全新视角。

图1.马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带沉积物真菌群落组成与沉积物深度、不同理化参数的相关性

图2. 马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带沉积物真菌驱动的硫循环

图3.马里亚纳海沟深渊-超深渊过渡带沉积物真菌与原核微生物共同构成的元素循环网络

论文链接:

//doi.org/10.1002/lno.70212