青藏高原典型湖泊总微生物群落与固碳微生物功能群特征研究
结题报告
批准号:
41471054
项目类别:
面上项目
资助金额:
105.0 万元
负责人:
孔维栋
学科分类:
D0106.冰冻圈科学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭光霞、刘金波、Khan Ajmal、高静
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
青藏高原湖泊总面积4.9万平方公里,占全国湖泊总面积49%,是世界海拔最高、面积最大的湖泊群和盐碱湖群。固碳微生物在低温、盐碱环境中广泛存在,并为这些极端环境生态系统提供初级生产力。然而,青藏高原湖泊微生物固碳生命过程及其固碳能力尚未研究。因此,全球CO2增加情景下研究青藏高原高海拔、低温、高紫外及不同盐度湖泊中固碳微生物功能群特征及其固碳能力成为最紧迫的重大科学问题之一。该项目依托中国科学院青藏高原研究所野外台站,采用分子生物学与环境因子分析方法,将研究青藏高原13个不同盐度湖泊水体和沉积物中总微生物群落(细菌、真菌和古菌)和固碳微生物功能群特征、适应性进化、固碳能力、时空分布(不同湖泊、不同深度、不同季节)及其环境因子驱动机制,揭示总微生物群落与固碳微生物功能群种属分化特征,认识高寒湖泊微生物群落特征及固碳能力,为评估湖泊微生物固碳对青藏高原地区碳收支平衡的贡献提供基础数据和理论依据。
英文摘要
Tibetan Plateau (TP) hosts thousands of saline and alkaline lakes, approximately 49,000 km2 in total, representing 49% of all Chinese lake area. This lake region represents the Earth's highest in altitude and the largest in area on the Earth. This is true to saline and alkaline lakes. Increasing evidence has documented that CO2-fixing microbes widely inhabit in saline and alkaline aquatic environments with low temperatures, providing primary production to these extreme ecosystems. However, knowledge of CO2-fixing microbial community remains obscure in the Tibetan lakes. Thus, characterizing CO2-fixing microbial community in the Tibetan lakes characteristic of low temperature and high UV has been one of the most important questions with the background of the global CO2 rise. This proposal herein aims to study the overall and CO2-fixing microbial community properties (abundance, diversity, evolution, gene expression, CO2-fixing potential, spatial and temporal patterns) and driving factors of the overall and CO2-fixing microbes in saline and alkaline lakes along a precipitation gradient on the TP. This will unveil CO2-fixing microbial community characteristics and its role in balancing carbon budget in this region.
青藏高原分布着地球上海拔最高、面积最大的盐碱湖泊群,微生物在青藏高原湖泊生态系统的生物地球化学循环中起着重要的作用。固碳微生物在低温、盐碱环境中广泛存在,并为这些极端环境生态系统提供初级生产力,对湖泊有机质的积累影响巨大。然而,青藏高原湖泊微生物,尤其是固碳微生物的群落特征及其环境驱动机制尚不明确。本项目应用16S rRNA高通量测序、荧光定量PCR、T-RFLP及克隆文库构建等分子生物学技术分析了青藏高原近30个不同盐度湖泊湖水总微生物及固碳微生物群落结构及其环境驱动因子,对青藏高原湖水中的可培养微生物进行室内培养获得了极端环境特色微生物菌种资源,并利用同位素标记培养方法测定了青藏高原26个不同盐度湖泊的固碳潜力。研究发现:1)青藏高原湖水中微生物多样性丰富,不同盐度梯度的湖泊中微生物的群落组成差异明显且主要受到湖水盐度的影响,超盐湖湖水中嗜盐微生物广泛存在、群落结构单一。2)青藏高原湖水中固碳微生物群落结构随盐分含量的变化而显著不同,主要可分为淡水湖(盐分<1‰)、盐湖(1~29‰)及超盐湖(盐分>29‰)三类。3)淡水湖固碳微生物基因丰度随着盐分的增加而增加,盐湖湖水中固碳微生物基因丰度随着盐分含量的升高而降低。4)淡水湖及盐湖湖水中固碳微生物群落多样性随盐度升高而降低,但是养分含量及温度的升高显著缓解了盐分的抑制效应。5)青藏高原湖水的固碳潜力巨大,可达到18 mg C/L d(10~30 mg C/L d),盐湖生产力高于淡水湖及超盐湖。6)青藏高原湖水的固碳潜力与form ID/IAB cbbL基因丰度极显著正相关。7)青藏高原淡水湖、盐湖及超盐湖湖水中可培养微生物的种类不同,盐度和溶解氧是其主要的环境影响因子。通过本项目的研究,明确了青藏高原不同盐分湖泊中微生物及固碳微生物的群落结构主要受到盐分的调控,而养分则可以有效缓解盐分的抑制效应;青藏高原湖泊固碳潜力巨大,其中from IAB及ID 类微生物是主要的固碳功能执行者。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.09.034
发表时间:2018
期刊:Soil Biology and Biochemistry
影响因子:--
作者:Kang Zhao;Weidong Kong;Fei Wang;Xi-En Long;Chunyan Guo;Linyan Yue;Huaiying Yao;Xiaobin Dong
通讯作者:Xiaobin Dong
DOI:10.1093/femsec/fiw160
发表时间:2016-10
期刊:FEMS microbiology ecology
影响因子:4.2
作者:Jinbo Liu;W. Kong;Guo-shuai Zhang;Ajmal Khan;G. Guo;Chunmao Zhu;Xiaojie Wei;Shi-chang Kang
通讯作者:Jinbo Liu;W. Kong;Guo-shuai Zhang;Ajmal Khan;G. Guo;Chunmao Zhu;Xiaojie Wei;Shi-chang Kang
Desert and steppe soils exhibit lower autotrophic microbial abundance but higher atmospheric CO2 fixation capacity than meadow soils
沙漠和草原土壤比草甸土壤表现出较低的自养微生物丰度,但具有较高的大气二氧化碳固定能力
DOI:10.1016/j.soilbio.2018.09.034
发表时间:2018-12
期刊:Soil Biology and Biochemistry
影响因子:9.7
作者:Kang Zhao;Weidong Kong;Fei Wang;Xi-En Long;Chunyan Guo;Linyan Yue;Huaiying Yao;Xiaobin Dong
通讯作者:Xiaobin Dong
DOI:10.1007/s00253-015-6723-x
发表时间:2015-10-01
期刊:APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
影响因子:5
作者:Guo, Guangxia;Kong, Weidong;Xia, Pinhua
通讯作者:Xia, Pinhua
Dimensions合作研究项目:极地与高山土壤微生物多样性形成的基因、进化和功能机制研究
增温对青藏高原草地土壤固碳微生物群落及其固碳潜力的影响研究
Dimensions合作研究项目:极地与高山土壤微生物多样性形成的基因、进化和功能机制研究
青藏高原草地土壤固碳微生物群落及其固碳能力研究
国内基金
海外基金