聚球藻在珠江口的分布特征及生态位差异机理研究

批准号:
41906131
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
夏晓敏
依托单位:
学科分类:
D0605.海洋生态学与环境科学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
聚球藻是一类数量最多、分布最广的单细胞藻类,是全球碳循环的重要参与者和初级生产力的主要贡献者,其多样性和丰度与生态系统稳定性密切相关。聚球藻的多样性高,不同遗传型间的生态位差异大已被广泛报道,但其内在机理还不清楚。珠江是我国年入海水量最大的河,受陆源输入及潮汐等影响,该河口环境复杂、空间变化大,是研究聚球藻适应环境变化内在机理的理想场所。鉴于此,本项目将(1)利用流式细胞分析和高通量测序技术,研究聚球藻丰度、群落结构和活性类群组成在珠江口分布的空间变化,厘清影响聚球藻不同类群分布的关键环境因子;(2)通过现场分离纯化得到优势聚球藻单种,利用比较基因组学和室内生理实验,研究适应不同盐度、营养盐及光(光强及光谱)的聚球藻的基因组及生理特征差异,揭示聚球藻生态位差异的机理。本研究将加深人们对聚球藻在亚热带河口的分布特征及环境适应性机理的认识,为未来环境变化下评估聚球藻变化趋势提供科学依据。
英文摘要
Synechococcus is one of the most abundant and widely distributed pico-cyanobacteria on earth. It is closely related to the global carbon cycling and is a major primary producer. Synechococcus communities are both phenotypically and phylogenetically diverse. Previous studies have widely reported the niche separation of Synechococcus lineages in marine environments. However, little is known about the mechanisms involved in the niche separation. The Pearl River estuary with diverse environmental conditions can provide various niches to different Synechococcus ecotypes. Hence, it is an ideal place to study the mechanism involved in the niche adaption of different Synechococcus ecotypes. In this project, we will apply the flow cytometric method and meta-barcoding method to investigate abundance, diversity and activity of Synechococcus in the Pearl River estuary. In addition, we will isolate Synechococcus strains from the Pearl River estuary to compare genomic sequences and physiological features of different Synechococcus lineages. This project will provide new insights into the yet under explored mechanisms involved in niche differential of Synechococcus lineages in the Pearl River estuary. It will also provide scientific basis for assessing the diversity and abundance of Synechococcus under scenarios of future climate.
聚球藻是珠江口最为重要的一类初级生产者,具有着庞大的数量和多样性。聚球藻不同种在珠江口展示了不同的地理分布格局,为了明晰该分布特征形成的机理,开展了以下研究内容:1)珠江口聚球藻群落多样性及空间格局研究;2)聚球藻基因组多样性研究;3)转录组揭示聚球藻生态位差异分子机理。通过本项目的研究,较为系统的揭示了夏季珠江口聚球藻的空间分布特征,并从机理上揭示了珠江口严格海洋型和广盐型聚球藻盐度适应能差异的原因。经过3年的研究,先后获得了以下重要研究成果:1)揭示珠江口聚球藻的高丰度及多样性,是珠江口主要的初级生产者;发现两种色素类型的聚球藻,并揭示二者的分布差异:含PEB色素蛋白的红色聚球藻主要分布在高盐度的近岸海域;而只含PCB色素蛋白的绿色聚球藻主要分布在中低盐度的河口区域 ;2)揭示了珠江口聚球藻分布规律形成的分子机理,指出河口主要聚球藻类群对铵盐具有较强吸收,而近岸高盐聚球藻类群对硝酸盐具有较强吸收;河口聚球藻具有完备的MSC通道蛋白,是河口聚球藻能适应低盐的关键;3)报道了一种全新的含藻红素的广盐型聚球藻,显著拓展了河口聚球藻的遗传多样性。研究结果为聚球藻在河口和近岸/外海的分布差异提供了科学解释,增进人们对微生物环境适应性机理的认识,为预测盐度变化对聚球藻的分布可能造成的影响提供科学依据。相关成果先后发表于在SCI期刊mSystems (2篇)、Science of the Total Environmental(1篇)、中文核心期刊《热带海洋学报》(1篇),并培养了硕士研究生一名,完成了项目的目标任务和主要考核指标。
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
Distinct metabolic strategies of the dominant heterotrophic bacterial groups associated with marine Synechococcus
与海洋聚球藻相关的优势异养细菌群的独特代谢策略
DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.149208
发表时间:2021
期刊:Science of The Total Environment
影响因子:9.8
作者:Xiaomin Xia;Qiang Zheng;Sze Ki Leung;Yu Wang;Pui Yin Lee;Hongmei Jing;Nianzhi Jiao;Hongbin Liu
通讯作者:Hongbin Liu
Discovery of Euryhaline Phycoerythrobilin-Containing Synechococcus and Its Mechanisms for Adaptation to Estuarine Environments.
含广盐藻红蛋白聚球藻的发现及其适应河口环境的机制
DOI:10.1128/msystems.00842-20
发表时间:2020-12-15
期刊:mSystems
影响因子:6.4
作者:Xia X;Lee P;Cheung S;Lu Y;Liu H
通讯作者:Liu H
DOI:10.11978/2021040
发表时间:2022
期刊:热带海洋学报
影响因子:--
作者:廖莹;夏晓敏
通讯作者:夏晓敏
Genomic and Transcriptomic Insights into Salinity Tolerance-Based Niche Differentiation of Synechococcus Clades in Estuarine and Coastal Waters.
对河口和沿海水域聚球藻分支基于盐度耐受性的生态位分化的基因组和转录组见解
DOI:10.1128/msystems.01106-22
发表时间:2023-02-23
期刊:MSYSTEMS
影响因子:6.4
作者:Xia, Xiaomin;Liao, Ying;Liu, Jiaxing;Leung, Sze Ki;Lee, Pui Yin;Zhang, Lingshuai;Tan, Yehui;Liu, Hongbin
通讯作者:Liu, Hongbin
严格海洋型和广盐型聚球藻盐度适应能力差异的机理研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:夏晓敏
- 依托单位:
升温对于南海北部浮游细菌群落结构、生态功能及下行调控过程的影响
- 批准号:31971501
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:夏晓敏
- 依托单位:
国内基金
海外基金
