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我院李金天教授團隊在礦山生態修復研究領域取得新進展

2020-03-24 22:44:39 來源:MG娱乐 點擊: 收藏本文

2020323日,Nature旗下微生物生態學頂級期刊The ISME JournalIF2018 = 9.493)在線發表了我院李金天教授團隊題為“Novel phosphate-solubilizing bacteria enhance soil phosphorus cycling following ecological restoration of land degraded by mining”的研究論文。該論文首次揭示了重金屬礦業廢棄地生態修復過程中驅動土壤磷循環的關鍵微生物類群。

磷是生物體必需的三大元素之一,但它在土壤中的生物有效性較低,導致磷限制普遍存在于全球各類陸生生態系統。因此,提高土壤磷循環的效率已成為陸生生態系統管理或修復的主要目標之一。然而,目前學界對陸地生態系統管理或修復過程中磷循環及其微生物機制知之甚少。

李金天教授團隊選擇典型的缺磷生態系統——重金屬礦業廢棄地作為研究對象,運用宏基因組學等技術,探討了重金屬礦業廢棄地生態修復過程中土壤磷的變化特征及其微生物驅動機制。結果發現,生態修復措施能顯著提高廢棄地的土壤磷循環效率,主要體現為修復區域的土壤有效磷濃度以及與磷循環相關的微生物功能基因的相對豐度均顯著高于未修復區域。編碼細菌葡萄糖脫氫酶(一種能溶解土壤中難溶性無機磷的關鍵酶)的gcd基因在已修復和未修復區域土壤樣品中均為相對豐度最高的磷循環功能基因,同時也是土壤有效磷濃度的最重要影響因子。在通過宏基因組分箱(binning)重構的424個高質量單菌基因組中,39個基因組含有gcd基因,代表了一系列未被分離培養的溶磷微生物類群(圖1)。這些基因組在土壤樣品中的相對豐度與有效磷的含量呈現很強的相關關系(圖1),表明相關的微生物在提高修復后土壤磷循環效率方面發揮了重要的作用。此外,在上述39個基因組的gcd基因附近找到了84個可移動遺傳元件,暗示了病毒(噬菌體)參與的水平基因轉移能幫助一些微生物獲得新的與磷循環相關的代謝潛能。這些發現對了解驅動其它類型陸地生態系統土壤磷循環的關鍵微生物也有借鑒意義。

                                             

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139個含有gcd基因的高質量單菌基因組(bins)及其潛在作用分析。

該研究論文以我院為第一和通訊作者單位。我院梁潔良博士、中山大學生命科學學院劉俊博士和我院賈璞博士為論文共同第一作者,我院李金天教授為論文唯一通訊作者。該研究得到國家自然科學基金優秀青年科學基金、面上項目、青年基金和廣東省重點領域研發計劃項目等的支持。

 

論文原文鏈接:

撰搞人:李金天

審稿人:陽成偉

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