腾冲热泉生态系统中栖热菌类群动态及其对环境因子变化的响应机制研究
批准号:
31470139
项目类别:
面上项目
资助金额:
86.0 万元
负责人:
李文均
依托单位:
学科分类:
微生物多样性、分类与系统发育
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
段若玲、陈金全、周恩民、董雷、鲜文东、尹以瑞、张晓梅
中文摘要
陆地热泉作为极端环境的典型代表,其系统下的物质循环和能量流动主要是由高温微生物来驱动。栖热菌类群广泛分布于各类热泉系统中并在热泉生态系统生源元素的生物地球化学循环过程中扮演重要角色,深入研究该类群的时空动态对环境因子的响应及其机制,具有重要的理论意义和应用价值。本项目以云南腾冲典型热泉为研究对象,采用地球化学、分子生态学、生理学、基因组学和统计学等分析技术和手段,研究腾冲热泉生态系统中栖热菌类群丰度和类群结构在时间、空间尺度上的变化规律,纯培养菌株的多样性及生理特性,揭示其类群动态对环境因子变化的响应规律并结合纯培养菌株的生理特性,全基因组信息探索其响应机制。本项目的开展,对认识腾冲高温热泉环境下生源元素的生物地球化学循环过程中微生物所起的作用、微生物种群的形成及其对环境因子的响应适应机制具有重要意义。
英文摘要
Terrestrial hot springs system is one kind of extreme environments and the material circulation as well as energy flowing of the hot spring ecosystem is mainly due to the existed thermophiles. The genus Thermus has been widely distributed in hot spring ecosystem among the world and play important roles in the biogenic element biogeochemical cycle process. The deep understanding of population dynamics of the genus Thermus and its responses to environmental variables is of significance to know of forming and adaptive mechanism of microbial population under high temperature environment and understanding of the biogenic element biogeochemical cycle process in hot springs ecosystem. This project proposes to study the dynamic characters of species abundance and population structure of the genus Thermus along with the environmental variables in Tengchong hot springs and to isolate the Thermus strains and to investigate the physiologic and ecologic functions of those Thermus strains according to an integrated approach including geochemistry, molecular ecology, and microbiology. With statistical analysis, the factors controlling the population dynamics of the genus Thermus in Tengchong hot springs will be evaluated, and the mechanisms for its population dynamics response to environmental variables will be investigated.
热泉作为极端环境的典型代表,蕴藏着丰富而独特的高温微生物资源。同时热泉环境地化背景清晰,微生物群落组成简单,是开展微生物生态学和群落功能研究的模式系统。栖热菌类群广泛分布于各类热泉系统中并在热泉生态系统生源元素的生物地球化学循环过程中扮演重要角色,深入研究该类群的时空动态对环境因子的响应及其机制,具有重要的理论意义和应用价值。基于此本项目在前期工作的基础之上,项目组对包括腾冲在内的滇藏地热区选择48个代表性热泉,以栖热菌类群为研究对象,探究该类群在滇藏热泉中的多样性及其反硝化特性。基于16S rRNA基因高通量测序技术和纯培养技术研究结果均表明栖热菌类群广泛分布在滇藏热泉环境中。高通量结果表明其相对丰度范围为0.04-35.63%,其中西藏地区热泉高于云南腾冲地区热泉,但是在多样性方面,云南腾冲地区热泉高于西藏地区热泉。基于纯培养技术,从滇藏热泉共获得369株栖热菌类群菌株,通过多相分类实验技术,鉴定并有效描述栖热菌及栖热菌类群新物种6个,热泉来源其它相关新属1个,新种12个。生理学实验结合基因组分析,表明不完全反硝化特征广泛分布在栖热菌类群菌株中;其反硝化生理特征与其反硝化功能基因的有无基本一致,同一物种的不同菌株其反硝化表型也大致一致;该类群不完全的反硝化特性,可能是其适应高温环境的一种生存对策。本项目有助于理解陆地热泉环境下栖热菌类群的多样性,并为栖热菌类群参与的高温反硝化过程提供科学的理论依据。通过项目组全体成员的共同努力,目前已全面完成了计划的各项任务,共发表学术论文 25篇,其中 SCI 源刊22篇,其它国内外核心期刊论文3 篇;出版英文专著一部。先后培养与本项目有关的博士后3名,博士生6名,硕士生2名。本项目负责人李文均教授于2017年7月当选国际原核微生物系统学委员会国际执委,2018年4月当选伯杰氏国际原核微生物系统学委员会(BISMiS)秘书长;本项目部分成果参与获得2017年度“云南省自然科学二等奖”。
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DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
微生物学报
影响因子:
--
作者:
[周恩民, 李文均]
通讯作者:
李文均
Diversity of Culturable Thermophilic Actinobacteria in Hot Springs in Tengchong, China and Studies of their Biosynthetic Gene Profiles
腾冲温泉可培养嗜热放线菌多样性及其生物合成基因谱研究
DOI:
10.1007/s00248-016-0756-2
发表时间:
2016-07-01
期刊:
MICROBIAL ECOLOGY
影响因子:
3.6
作者:
[Liu, Lan, Salam, Nimaichand, Li, Wen-Jun]
通讯作者:
Li, Wen-Jun
DOI:
10.1007/s00792-018-1055-2
发表时间:
2018
期刊:
Extremophiles
影响因子:
2.9
作者:
[En-Min Zhou, Chrisabelle C. Mefferd, Wen-Dong Xian, Scott C. Thomas, Arinola L. Adegboruwa, Nathan Williams, Senthil K. Murugapiran, Jeremy A. Dodsworth, Rakesh Ganji, Meng-Meng Li, Yi-Ping Ding, Lan Liu, Tanja Woyke, Wen-Jun Li, Brian P. Hedlund]
通讯作者:
Brian P. Hedlund
Thermus amyloliquefaciens sp nov., isolated from a hot spring sediment sample
从温泉沉积物样品中分离出解淀粉栖热菌 sp nov.
DOI:
10.1099/ijs.0.000289
发表时间:
2015
期刊:
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
影响因子:
2.8
作者:
[Yu Tian-Tian, Ming Hong, Yao Ji-Cheng, Zhou En-Min, Park Dong-Jin, Hozzein Wael N., Kim Chang-Jin, Wadaan Mohammed A. M., Li Wen-Jun]
通讯作者:
Li Wen-Jun
Genomic inference of the metabolism and evolution of the archaeal phylum Aigarchaeota.
古菌门 Aigarchaeota 代谢和进化的基因组推断
DOI:
10.1038/s41467-018-05284-4
发表时间:
2018-07-19
期刊:
Nature communications
影响因子:
16.6
作者:
[Hua ZS, Qu YN, Zhu Q, Zhou EM, Qi YL, Yin YR, Rao YZ, Tian Y, Li YX, Liu L, Castelle CJ, Hedlund BP, Shu WS, Knight R, Li WJ]
通讯作者:
Li WJ
共 25 条
浮游原核生物代谢的昼夜节律促进物种
共存的研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:李文均
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依托单位:
中埃沙漠典型耐旱植物根际微生物多样性及其抗逆微生态机制研究
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批准号:--
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:200万元
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批准年份:2020
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负责人:李文均
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依托单位:
滇藏热泉微生物介导的碳氮循环及其环境适应机制
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批准号:91951205
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:293.0万元
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批准年份:2019
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负责人:李文均
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依托单位:
人体皮肤菌群的培养组学方法建立和治疗特应性皮炎的菌种资源挖掘
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批准号:31972856
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:李文均
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依托单位:
姜氏菌新资源的挖掘及基于全基因组信息的生物勘探
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批准号:31670009
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项目类别:面上项目
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资助金额:68.0万元
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批准年份:2016
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负责人:李文均
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依托单位:
国内基金
海外基金