|
生物地球化学循环是地球系统科学的核心研究方向之一，对碳、氮、磷、硫及重金属等元素在地球圈层中的循环过程进行描述、示踪和预测是生物地球化学循环研究的重要内容。在地球各种生命形式中，微生物因其类型多样、分布广泛、物质代谢方式丰富，在元素生物地球化学循环中发挥关键的驱动作用。深海微生物具有丰富的遗传与代谢多样性，但由于采样和培养条件的限制，目前对深海微生物在地球化学元素循环中的基础性作用仍知之甚少。因此，揭示不同深海环境（如深渊、热液、冷泉等）微生物驱动元素循环的机制，有助于阐明深海微生物对海洋乃至整个地球范围元素循环的贡献。为了解深海微生物驱动元素循环的机制，孙超岷研究团队针对热液、冷泉及深渊三种典型深海生境的微生物，结合宏基因组测序、微生物纯培养及各种组学技术系统揭示了三类深海典型微生物驱动碳、氮、磷、硫及镉等元素循环的机制，同时发现并命名了一类古菌新门及一类典型硫酸盐还原细菌新种。以上研究为深海微生物新物种的发现及其驱动的元素循环机制研究提供了理论依据和新的范例。 3 v) m' g2 j$ L) I. {: p
! h- c. ^* k% {* V% }: l* y( }; f 深海热液DPANN古菌物质代谢和元素循环模式图
$ W; m' E( s6 R: i/ s, Z 在对深海热液沉积物样品进行宏基因组测序分析后发现，一类叫做DPANN的古菌的丰度非常高。基于宏基因组序列组装信息发现所研究热液口包括5个已知门类的DPANN古菌，还包括一个新门类，为致谢“科学”号科考船，特将该新门古菌命名为“Kexuearchaeota”，即“科学门”。进一步分析发现，DPANN古菌尽管基因组非常小，但仍然保留了同化氮、硫等元素的能力，还能利用环境中的核酸和氨基酸用于代谢，进而促进氮、磷等元素的循环。在对冷泉样品进行微生物分离培养的时候，获得一株典型的硫酸盐还原细菌新种，命名为Pseudodesulfovibrio cashew。该新种能够通过还原硫酸盐生成硫离子，进而同环境中的镉、钴等重金属离子形成不溶性矿物质，在去除重金属胁迫的同时有效促进了环境中硫及各种重金属的元素循环。在对一株深渊（马里亚纳海沟）假单胞细菌研究中发现，该菌能通过代谢半胱氨酸形成硫化氢进而和环境中的镉离子形成硫化镉纳米颗粒，既增强了耐受镉离子的能力，又促进了环境中硫和镉的元素循环进程。总之，各种不同生境的深海微生物都进化出了不同驱动元素循环的机制，针对这些机制的进一步研究将促进研究人员更好的了解微生物物质代谢和元素循环之间的关系。
, x5 A6 z2 q0 Y4 v, V 上述研究成果分别发表在了微生物学专业期刊Applied Environmental Microbiology、Microorganisms及Environmental Microbiology Reports上面，第一作者分别为实验海洋生物学重点实验室的博士研究生蔡瑞宁、郑日宽和马宁，通讯作者为孙超岷研究员。相关研究研究得到了大洋协会“深海生物资源计划”、中科院战略先导专项等项目联合资助。
- Y, C5 N. Y8 @! R7 Y1 K5 c2 C 
# ^1 k! d# Y0 Q" n1 s0 h& k+ N 深海冷泉硫酸盐还原细菌硫代谢及硫化重金属矿物质形成模式图 2 z' Z3 K. X4 ?# \
, b. d: g) u. V+ `! C! z& S 深渊假单胞细菌物质代谢及硫化镉矿物质形成模式图 2 N- r& M5 q" }+ [3 V
相关研究论文：
% |' u+ j2 ?0 S# o/ z/ ]/ Q+ A 1. Ruining Cai, Jing Zhang, Rui Liu, Chaomin Sun*. Metagenomic insights into the metabolisms and ecologic functions of abundant deep-sea hydrothermal vent DPANN archaea. Applied and Environmental Microbiology, 2021. doi: 10.1128/AEM.03009-20. / n H$ B; ?- a; @! G! _* y* N7 B
2. Rikuan Zheng, Shimei Wu, Chaomin Sun*.  seudodesulfovibrio cashew sp. nov., a novel deep-sea sul-fate-reducing bacterium, linking heavy metal resistance and sulfur cycle. Microorganisms 2021, 9. https://doi.org/10.3390/microorganisms9020429. ) o& M3 X+ d, v6 k
3. Ning Ma, Chaomin Sun*. Cadmium sulfide nanoparticle biomineralization and biofilm formation mediate cadmium resistance of the deep-sea bacterium seudoalteromonas sp. MT33b. Environmental Microbiology Reports, 2021. doi: 10.1111/1758-2229.12933. 
/ s- G/ M. J4 B1 l) l 点击左下“阅读原文”   —END—信息来源：中科院海洋所 实验海洋生物学重点实验室 转载请注明信息来源及海洋知圈编排大家都在看
- B4 b6 @/ N& S, Q. q8 @, c, U 
5 V" A% ?( @9 j
►自然资源部部长陆昊在《人民日报》发表署名文章：全面提高资源利用效率 , o8 F& w$ ]& m& u
►五家涉海学会2021年两院院士拟推选名单公示（中国海洋学会、中国海洋湖沼学会、中国海洋工程咨询协会、中国水产学会、中国航海学会） / j5 }( L5 F0 r/ X7 I$ a/ J0 g" j3 g
►全国人大代表、中山大学校长罗俊院士：建议在广东布局海洋灾害国家重点实验室，宜加快在海洋领域布局国家重点实验室
, \0 G: y0 Y: N ?- c' B6 _ ►苏纪兰院士为你解读：修复滨海湿地有多重要？ 8 B, q9 W% L% I, \# F
►自然资源部海洋三所所长蔡锋建议：在厦门加快组建"海洋大学"，支持厦门建设全球特色海洋中心城市…… 3 S5 e( @7 j$ |: a5 }% Y
►周末住一晚近万元！被查网红海上酒店污水直排入海！涉嫌非法占用海域现已被拖离|任何使用海域行为都需海域使用权证书！这些你需要知道…
( f- Q2 i: ] w; W# u9 \; T ►《海洋机器人科学与技术丛书》出版发行 9 q' C( j1 U) K8 `1 Z* ]9 e
+ R' i3 \+ p) j- _* Q3 N5 X* E% j6 J ►自然资源部副部长、国家海洋局局长王宏介绍自然资源部“十三五”期间落实五中全会精神、做好生态保护修复工作情况 6 i; X7 V) S1 o* n
►科技部副部长徐南平：海洋领域的国家重点实验室重组工作马上开始，将按照中央决策部署积极推进海洋国家实验室组建工作
( X c1 ?! h* i# Q 
1 W% b2 l1 z5 Y9 F2 z
►《海洋环境分析监测技术》中科院烟台海岸带所陈令新研究院等编著 海+ Z1 F$ j# @ N. H9 o- u
►我国首部风暴潮数值预报专著《现代风暴潮预报技术及应用》 洋
1 n6 |+ `4 u( C3 y0 O ►《海洋环境分析监测技术》中科院烟台海岸带所陈令新研究院等编著 书( `1 _7 @: z5 i
►《现代海底热液活动》栾锡武研究员 著 屋
/ A! W {( v7 |* k' n ►1:300万比例尺《中国海海洋地质系列图》出版发行！| 实现了中国海全海域海洋地质基础图系的更新换代 6 w" t# h4 o# [% S8 [+ u
►我国第一部《海洋生物地球化学》研究生教材出版 - |' ]1 Z# w8 I7 M7 Z5 ?8 M9 E
►自然资源部海洋二所吴自银研究员等牵头撰写《High-Resolution Seafloor Survey and Applications》出版 ' Z) e2 y6 y: S8 h
►《海洋环境分析监测技术》中科院烟台海岸带所陈令新研究院等编著 5 A7 s) ]; m( f* N( V/ x
►《自主水下机器人》封锡盛院士等主编、徐会希高工等著 + J l; S- F$ @; u) _5 J0 \8 w
►林明森研究员团队：中国海洋合成孔径雷达卫星工程、产品与处理 9 o- x5 z8 I5 y3 D1 s" w
►《渤黄东海生源要素的生物地球化学》中科院海洋所宋金明研究员等编撰
% ?, c y/ X5 v/ a ►《海洋和海岸环境塑料污染与治理》骆永明等编著
# @* {% q& n+ q- H! | ►《恢复生态学》：湿地生态系统的功益及退化湿地生态恢复的技术方法
/ |" J1 t( H5 ?( Q( P ►《地球系统与演变》白令海道开启和和北冰洋的演变 （附注：北冰洋大洋钻探 ）| 汪品先院士：为地球系统科学正本清源
' R3 z7 M2 q$ }" x- h ►一些围填海项目被通报要求整改，事过两年毫无进展:三亚新机场、海口如意岛、葫芦岛和南海明珠…… 推
/ _* D* K. L9 i1 Z( N ►2020大学“一流学科”排行榜发布：海洋科学、水产、船舶与海洋工程、地球物理学、大气科学、生态学…… 荐5 @2 ] Q/ U) B% C8 ^" x" b" U
►自然资源部副部长、国家海洋局局长王宏介绍海洋工作情况及回应委员建议|全国政协“协调推进海洋资源保护与开发”双周协商座谈会发言摘登 热
( g) i6 @, {7 \& I; c A ►2020年度海洋科学技术奖拟获奖项目公示名单（特等奖、一等奖、二等奖）/ 2020年度海洋优秀科技图书拟获优公示名单 点9 D P, [! L% \& K* n0 L h' j4 ]
5 \& [9 ~3 A* O- I8 Q4 a 海洋知圈 ! x/ f$ U6 z7 o4 ?6 i
知晓海洋 | 探知海洋 2 B: P2 _8 I6 @
宣传海洋 | 服务海洋 
) c7 N. r; l0 V; O% V. E4 b: G; L 
% O6 S, G9 `+ i( f 
) R* m: i8 i$ \3 z& X1 F9 x* j 如您喜欢，请“ 点赞”并点亮“ 在看” | 
