Chemolithoautotroph distributions across the subsurface of a convergent margin
Chemolithoautotroph distributions across the subsurface of a convergent margin
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会聚边缘地下的化学自养生物分布
DOI：
10.1038/s41396-022-01331-7
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Selci, Matteo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rogers, Timothy J.;Buongiorno, Joy;Jessen, Gerdhard L.;Schrenk, Matthew O.;Fordyce, James A.;de Moor, J. Maarten;Ramírez, Carlos J.;Barry, Peter H.;Yücel, Mustafa;Selci, Matteo
俯冲的海洋地壳将富含生物相关化合物的流体释放到覆盖的板块中，为地下化学岩石自养生态系统提供燃料。为了了解地下地球化学对微生物群落的影响，我们从哥斯达黎加汇聚边缘约200公里的样带中收集了14个天然泉的流体和沉积物，并进行了鸟枪宏基因组学研究。由此产生的404个宏基因组组装基因组（MAGs）基于MAG丰度模式聚集在地质上不同的区域：仅外弧（占总相对丰度的25%），仅前弧/弧（占总相对丰度的38%）和离域（占总相对丰度的37%）集群。在前弧外，Thermodesulfovibrionia，CandidatusBipolaricaulia和firmicutes具有氢营养硫酸盐还原和Wood-Ljungdahl （WL）碳固定途径。在前弧/弧，Anaerolineae,Ca。Bipolaricaulia和thermodesulfovibrionia具有硫氧化、氮循环、微氧呼吸和WL途径，aquificae具有好氧硫氧化和逆三羧酸固碳途径。基于变换的典型对应分析表明，MAG分布与铝、铁、镍、溶解无机碳和磷酸盐的浓度相对应。虽然离域的mag是地表衍生的，但地下的化学岩石自养、代谢和分类景观因矿物/金属和火山衍生的无机碳的可用性而异。然而，WL途径在所有样本中都存在，这表明这种通用的、节能的碳固定途径有助于形成收敛边缘地下生态系统。
Subducting oceanic crusts release fluids rich in biologically relevant compounds into the overriding plate, fueling subsurface chemolithoautotrophic ecosystems. To understand the impact of subsurface geochemistry on microbial communities, we collected fluid and sediments from 14 natural springs across a ~200 km transect across the Costa Rican convergent margin and performed shotgun metagenomics. The resulting 404 metagenome-assembled genomes (MAGs) cluster into geologically distinct regions based on MAG abundance patterns: outer forearc-only (25% of total relative abundance), forearc/arc-only (38% of total relative abundance), and delocalized (37% of total relative abundance) clusters. In the outer forearc,Thermodesulfovibrionia,CandidatusBipolaricaulia, andFirmicuteshave hydrogenotrophic sulfate reduction and Wood-Ljungdahl (WL) carbon fixation pathways. In the forearc/arc,Anaerolineae,Ca. Bipolaricaulia, andThermodesulfovibrioniahave sulfur oxidation, nitrogen cycling, microaerophilic respiration, and WL, whileAquificaehave aerobic sulfur oxidation and reverse tricarboxylic acid carbon fixation pathway. Transformation-based canonical correspondence analysis shows that MAG distribution corresponds to concentrations of aluminum, iron, nickel, dissolved inorganic carbon, and phosphate. While delocalized MAGs appear surface-derived, the subsurface chemolithoautotrophic, metabolic, and taxonomic landscape varies by the availability of minerals/metals and volcanically derived inorganic carbon. However, the WL pathway persists across all samples, suggesting that this versatile, energy-efficient carbon fixation pathway helps shape convergent margin subsurface ecosystems.
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DOI：
10.1038/s41396-018-0091-3
发表时间：
2018-06
期刊：
The ISME journal
影响因子：
--
作者：
Graham ED;Heidelberg JF;Tully BJ
通讯作者：
Tully BJ
影响因子：
5.2
作者：
Woycheese KM;Meyer-Dombard DR;Cardace D;Argayosa AM;Arcilla CA
通讯作者：
Arcilla CA
DOI：
10.1038/s41396-021-00988-w
发表时间：
2021-10
期刊：
The ISME journal
影响因子：
--
作者：
Chen YJ;Leung PM;Wood JL;Bay SK;Hugenholtz P;Kessler AJ;Shelley G;Waite DW;Franks AE;Cook PLM;Greening C
通讯作者：
Greening C
影响因子：
4.9
作者：
C. D. Santos-Júnior;R. Logares;F. Henrique-Silva
通讯作者：
C. D. Santos-Júnior;R. Logares;F. Henrique-Silva
影响因子：
5.2
作者：
Petrillo C;Castaldi S;Lanzilli M;Selci M;Cordone A;Giovannelli D;Isticato R
通讯作者：
Isticato R