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青藏高原冰尘微生物对有机质的潜在转化过程

Potential transformation of organic matter by microbes in cryoconite,Tibetan Plateau

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微生物在冰川碳循环中发挥着重要作用,然而当前缺乏对冰尘微生物参与的溶解性有机质(DOM)转化过程的深入研究.本研究利用了分析化学和微生物生态学的主流手段——超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)和微生物16S rRNA测序技术,分别解析了培养实验中青藏高原龙匣宰陇巴冰川冰尘的DOM分子组成以及微生物群落,并耦联两者构建了复杂微生物参与的冰川DOM转化过程.研究结果表明:在60天的培养实验中,冰尘DOM的生物可利用性随着培养时间的增加而降低,微生物对DOM组分的转化过程可分为三个阶段.在前7天里,微生物选择性降解了具有较高H/Cwa和较低O/Cwa的DOM分子,且群落变化不大;在第15至30天期间,DOM组分保持稳定,但微生物多样性增加;到培养末期,DOM分子在微生物作用下转化为难降解的惰性DOM组分,这些惰性DOM具有更高的芳香指数和O/Cwa、更低的H/Cwa以及含有更多的杂原子.此外,培养实验揭示了冰尘中Cyanobacteria、Bacteroidota、Gammaproteobacteria、Firmicutes和Actinobacteriota等类群协同作用于DOM组分转化,使其变得惰性.本研究揭示了冰尘中微生物转化DOM组分的过程,为理解微生物在冰川有机碳循环中的作用提供了新见解.

郭泌汐、刘勇勤、钟旭、史权、何晨、郑强、蔡阮鸿

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青藏高原地球系统与资源环境重点实验室,中国科学院青藏高原研究所,北京 100101

兰州大学泛第三极环境中心,兰州 730000

Department of Earth,Ocean,and Atmospheric Sciences,University of British Columbia,Vancouver,BC V6T 1Z4,Canada

中国石油大学重质油国家重点实验室,北京 102249

厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室,厦门 361102

厦门大学福建省海洋碳汇重点实验室,厦门 361005

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冰尘 溶解性有机质 微生物降解 微生物群落 时间变化

国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目第二次青藏高原综合科学考察研究项目

42201147U21A20176423304102019QZKK0503

2024

10.1360/N072023-0099

中国科学(地球科学)
中国科学院

中国科学(地球科学)

CSTPCD北大核心
影响因子：1.828
ISSN：1674-7240
年,卷(期)：2024.54(6)
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