EMRC团队发现生物固氮在NFR和固氮微生物群落方面随红树林沉积物深度呈现依赖性变化
EMRC团队发现生物固氮在NFR和固氮微生物群落方面随红树林沉积物深度呈现依赖性变化
话题标签：固氮率；沉积物深度
摘要：该研究通过乙炔还原分析、nifH 基因扩增和宏基因组测序，证明了生物固氮在NFR和固氮微生物群落方面的深度依赖性变化，在一定程度上缓解了深层红树林沉积物的氮限制程度。
固氮原核生物（固氮菌）对红树林沉积物的氮输入贡献很大，其结构和固氮率（NFR）受环境条件的显著控制。 尽管已经对表层沉积物中固氮菌有了深入的研究，但沿不同深度红树林沉积物环境梯度的固氮微生物群落多样性、结构和生态功能在很大程度上仍是未知的。 我实验室海洋生命过程与生物资源利用创新团队从NFR和固氮微生物群落的角度研究了生物固氮如何随红树林沉积物的深度而变化。
通过乙炔还原分析、nifH 基因扩增和宏基因组测序，研究发现，随着红树林沉积物深度的增加，NFR增加，但固氮微生物群落多样性降低。不同深度的固氮微生物群落结构很大程度上受盐度驱动，在50 cm的分区深度表现出显著差异。在与NFR相关的固氮菌属中，Agrobacterium和Azotobacter在 50-100 cm 的沉积物处特别富集，而Anaeromyxobacter、Rubrivivax、Methylocystis、Dickeya 和 Methylomonas 在0-50 cm处更为丰富。与较高的NFR一致的是，宏基因组分析表明深层沉积物中固氮基因 (nifH/D/K) 的丰度升高，而硝化基因 (amoA/B/C) 和反硝化基因 (nirK和norB) 丰度降低。来自深红树林沉积物的固氮菌的三个宏基因组组装基因组 (MAG) 表明它们的兼性厌氧和混合营养生活方式，因为它们包含低氧依赖性代谢、氢营养呼吸、固碳和丙酮酸发酵的基因。 本研究证明了生物固氮在 NFR 和固氮微生物群落方面的深度依赖性变化，这在一定程度上缓解了深层红树林沉积物的氮限制程度。
研究成果于2021年10月27日在Microbiome(中科院SCI一区，影响因子14.652）上发表，题目为“Depth-dependent variability of biological nitrogen fixation and diazotrophic communities in mangrove sediments”。中山大学硕士研究生罗智文与创新团队骨干成员王成副教授分别为文章的第一作者和通讯作者。
该研究得到了国家自然科学基金、南方海洋实验室创新团队科研经费等的支持。