Sea-ice Snow Microbial Communities’ Impact on Antarctic Bromocarbon Budgets and Processes

海冰雪微生物群落对南极溴碳预算和过程的影响

基本信息

  • 批准号:
    2031121
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The ozone hole that develops over the Antarctic continent every spring is one of the features attributed to human activity, in particular production of the CFC (chlorofluorocarbons in refrigerants) released to the atmosphere. In spite of the CFC ban from the Montreal Protocol established in the year 1987, the recovery has been slower than predicted. Bromocarbons, known to produce the stratospheric ozone depletion, have recently been estimated to contribute to the pool of bromines in the lower atmosphere. What is the origin of the bromocarbons in Antarctic sea ice? Is this an additional source of chemicals creating the ozone hole? This project will test if bromocarbons in sea ice are produced and degraded by microalgae and bacteria found in sea ice, in snow and the interface between the two. The project will collect a suite of chemical and biological measurements of sea ice and snow to determine bromocarbon concentrations, microbial activity associated with them, and intra-cellular genes and proteins involved in bromocarbon metabolism. This project benefits NSF’s goals of expanding fundamental knowledge of Antarctic systems, biota, and processes, and improving the understanding of interactions among the Antarctic systems, cryosphere and organisms. The work will be carried out at McMurdo Station in late austral spring, including sampling of snow and ice that will be concentrated in the laboratory, and 24-hour experiments to measure algal and bacterial activity. Genes controlling synthesis of enzymes involved in bromocarbon metabolism are of interest in biotechnology and bioremediation, including products that repair damaged skin from UltraViolet Radiation. The project will train undergraduate students on chemical and biological techniques. The Principal Investigators will be involved in the Pacific Science Center in Seattle with ~10,000 visitors per weekend where they will develop a project-specific exhibit.The microbial processes in snow and ice associated with bromocarbon synthesis and degradation have not been studied in Antarctica during winter and spring. This study will inform about microbial activity in relation to the release of bromocarbons compounds from the snow and ice surfaces, compounds known to degrade stratospheric ozone. The estimation of chemical bromocarbons will be combined with metagenomics and metaproteomics approaches for understanding the potential role of microbes in snow and sea ice. The environmental, chemical and biological data will be synthesized with multivariate analysis and significant differences between sites and experimental treatments with ANOVA. A collaborator from the University of Goteborg in Sweden will collaborate on bromocarbon analyses. The study will also address “saline snow” a new environment not previously studied for microbial life. In addition, this is the first study of meta-proteomics in snow and ice. The Principal Investigators expect their results will help inform ozone hole recovery in the 21st century.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
每年春天在南极大陆上空形成的臭氧空洞是人类活动造成的特征之一,特别是人类生产的氯氟烃(制冷剂中的氯氟烃)释放到大气中。尽管《蒙特利尔议定书》(Montreal Protocol)于1987年制定了氯氟烃禁令,但复苏速度比预期的要慢。已知会造成平流层臭氧耗竭的溴化碳最近被估计对低层大气中的溴池有贡献。南极海冰中溴化碳的来源是什么?这是造成臭氧层空洞的另一种化学物质来源吗?这个项目将测试海冰中的溴化碳是否由在海冰、雪和两者之间的界面中发现的微藻和细菌产生和降解。该项目将收集一套海冰和雪的化学和生物测量数据,以确定溴碳浓度、与之相关的微生物活动以及与溴碳代谢有关的细胞内基因和蛋白质。该项目有利于美国国家科学基金会扩大南极系统、生物群和过程的基础知识,并提高对南极系统、冰冻圈和生物之间相互作用的理解。这项工作将在南方春末在麦克默多站进行,包括在实验室集中采集冰雪样本,并进行24小时的实验来测量藻类和细菌的活动。控制溴碳代谢酶合成的基因是生物技术和生物修复领域的研究热点,包括修复紫外线辐射损伤皮肤的产品。该项目将对本科生进行化学和生物技术方面的培训。主要研究人员将在西雅图的太平洋科学中心参与,每个周末约有10,000名游客,他们将在那里开发一个特定项目的展览。尚未对南极冬季和春季冰雪中与溴碳合成和降解有关的微生物过程进行研究。这项研究将了解与从冰雪表面释放溴化碳化合物有关的微生物活动,这些化合物已知会降解平流层臭氧。化学溴化碳的估计将与宏基因组学和宏蛋白质组学方法相结合,以了解微生物在雪和海冰中的潜在作用。环境、化学和生物数据将通过多变量分析进行综合,并通过方差分析分析各试验点和试验处理之间的显著差异。来自瑞典哥德堡大学的一位合作者将合作进行溴碳分析。这项研究还将研究“盐水雪”,这是一种以前没有研究过的微生物生命的新环境。此外,这是首次在冰雪中研究元蛋白质组学。主要研究人员希望他们的结果将有助于了解21世纪臭氧空洞的恢复情况。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Karen Junge其他文献

Karen Junge的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Karen Junge', 18)}}的其他基金

Proteomic evidence of microbial weathering processes beneath the Greenland Ice Sheet
格陵兰冰盖下微生物风化过程的蛋白质组学证据
  • 批准号:
    1603276
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Extreme summer melt: Assessing the habitability and physical structure of rotting first-year Arctic sea ice
极端夏季融化:评估第一年北极海冰腐烂的宜居性和物理结构
  • 批准号:
    1304228
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Greenland Meltwater Geomicrobiology
合作研究:格陵兰融水地球微生物学
  • 批准号:
    1023462
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Metabolic Activities and Gene Expression of Marine Psychrophiles in Cold Ice
冷冰中海洋嗜冷菌的代谢活动和基因表达
  • 批准号:
    0739783
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

群体感应调控整合性接合元件ICE_BL06生物功能的研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
circRNA对南极衣藻ICE-L乙二醛酶系统的调节机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
携杀蚊毒素基因的整合型接合转移因子(ICE)的鉴定和特性分析
  • 批准号:
    32211530564
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
sRNA rss31促进猪链球菌抵抗巨噬细胞清除和调控其所在ICE水平转移的分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
南极海洋真菌(Tilletiopsis sp. ICE-01)DMSP降解新机制及其极端环境降解特性
  • 批准号:
    32000074
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
ICE综合征继发性青光眼病因初探及miR-30a-3p调控角膜内皮细胞迁移在其发病中的机制研究
  • 批准号:
    82070955
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    61 万元
  • 项目类别:
    面上项目
ICE介导猪链球菌mutT缺陷型突变子形成及调控细菌发生“突变-ICE水平转移”转换的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
整合接合元件ICE258.2在产KPC酶肺炎克雷伯菌大规模流行中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82072349
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
喀斯特山区西番莲抗寒性状及低温应答机制研究
  • 批准号:
    31960576
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    43.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于交联质谱技术解析大蕉耐冷相关蛋白MKK2、MAPK3和ICE1的互作网络
  • 批准号:
    31872939
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Dynamic and Thermodynamic processes of snow covered sea ice
积雪海冰的动力和热力学过程
  • 批准号:
    RGPIN-2021-04375
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Dynamic and Thermodynamic processes of snow covered sea ice
积雪海冰的动力和热力学过程
  • 批准号:
    RGPIN-2021-04375
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Dynamic and Thermodynamic processes of snow covered sea ice
积雪海冰的动力和热力学过程
  • 批准号:
    RGPNS-2021-04375
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Northern Research Supplement
Climate forcing of physical and electrical properties of snow covered sea ice
积雪海冰物理和电特性的气候强迫
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04888
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multi-frequency studies of snow and sea ice: A combined remote sensing and modelling investigation aiming to reduce biases in polar sea ice thickness
雪和海冰的多频率研究:遥感和建模相结合的研究,旨在减少极地海冰厚度的偏差
  • 批准号:
    2547163
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Studentship
Snow thickness on Arctic sea ice from active microwave satellite remote sensing data
主动微波卫星遥感数据显示北极海冰积雪厚度
  • 批准号:
    551696-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Development of radiative transfer model of atmosphere-snow/sea ice system and upgrading of the sea-ice surafce albedo scheme in climate models
大气-雪/海冰系统辐射传输模型的开发和气候模型中海冰表面反照率方案的升级
  • 批准号:
    20K12142
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Climate forcing of physical and electrical properties of snow covered sea ice
积雪海冰物理和电特性的气候强迫
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04888
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Seasonal evolution of Ku- and Ka-band backscattering horizon over snow on first-year and multiyear sea ice
第一年和多年海冰雪上 Ku 和 Ka 波段后向散射地平线的季节演变
  • 批准号:
    NE/S002499/1
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
Dynamic and thermodynamic processes of snow covered sea ice
积雪海冰的动力和热力学过程
  • 批准号:
    RGPIN-2015-04950
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 42.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了