科學家揭示細菌多樣性與溫度和營養鹽耦合關係—新聞—科學網

2020-12-01 科學網

 

日前,中科院南京地湖所王建軍、瀋吉等在水體微生物多樣性維持機製取得重要進展,相關成果發布於《自然—通訊》。

科研人員選取亞熱帶(中國)和亞寒帶(挪威)二個地區的細菌為研究對象,採用沿海拔梯度添加營養鹽的實驗方法,探討了營養鹽和溫度對水體細菌多樣性的影響。

他們的研究表明,沿著溫度梯度或者山地垂直氣候帶,細菌群落呈現規律性演替,表現為低緯度高海拔地區的群落與高緯度的更相似,或者高緯度低海拔地區的群落與低緯度的更為相似。這是關於微生物區系分布的首次報導,與經典的植物或動物的生物區系分布相一致。在極端營養鹽條件下,溫度對細菌物種多樣性的影響最強。而在中等溫度條件下,營養鹽對細菌物種多樣性的影響最強。在亞熱帶和亞寒帶, 溫度對物種演替速率的最強作用分別表現在中等營養鹽和極端營養鹽條件下。此外,營養鹽引起的物種演替速率不隨溫度增加而增高。

該研究揭示了細菌多樣性與溫度和營養鹽之間的耦合關係,這一關係有益於解釋全球生物多樣性格局,並對營養鹽富集如何影響未來氣候模式下的生物多樣性提供了科學參考。

相關焦點

  • 科學家揭示入侵細菌改變灰飛蝨微生物群落機制—新聞—科學網
    共生細菌沃爾巴克影響灰飛蝨微生物群落模式圖   南京農大供圖
  • 科學家證實:粘細菌調控土壤微生物生態平衡—新聞—科學網
    粘細菌能夠「捕食」活的微生物細胞(細菌與真菌)或者其他生物大分子獲取營養;能夠響應外界營養閾值,進而調控營養細胞分化為抗逆性強的粘孢子;還能根據外界環境的營養閾值進行自我調整。 科研人員通過粘細菌—黃瓜—土壤微生物互作關係研究發現,在根際分泌物的驅動下,粘細菌EGB對麥芽糖和麥芽糖醇具有較強的趨化作用,使其向根部定向遷移並定殖,並在遷移過程中通過捕食作用調控土壤微生物群落結構。 研究還發現,粘細菌處理組土壤中,捕食性微生物的相對豐度顯著高於其它處理組,而尖孢鐮刀菌的數量明顯下降,從而抑制病害的發生。
  • 高山竹類演化揭示橫斷山物種多樣性形成機制—新聞—科學網
    ,重建了高山竹類的系統發育關係。在此基礎上,結合分子鐘的推斷,研究團隊重建了該類群的演化歷史及其與橫斷山隆升的關係,並討論了影響橫斷山物種多樣性形成可能的因素。相關研究結果在線發表於《生物地理學期刊》。 高山竹類是竹亞科青籬竹族一個獨特的分支,包括8屬約210種,主要分布於中國西南地區的橫斷山區,少數物種分布至東亞其它山地、南亞南部和非洲山地。
  • 揭秘「細菌大小是怎麼決定的?」—新聞—科學網
    過去100年來,生物學家一直想知道是什麼決定了細胞的大小。該研究推導出了全新的「個體生長分裂方程」,修正了該領域原有的兩大生長法則,並對合成生物學領域生命體理性設計提供了相關建構基礎原理。 每種細菌都有各式各樣的可遺傳繼承的大小,這些微小細胞的體積有時可以相差106-108倍,當然,較大的細菌是極少數的,大多數已知細菌的直徑在0.4至2微米之間,長度在0.5至5微米之間。細菌的大小不僅呈現多樣化,而且很穩定。
  • 揭示人工溼地—微生物燃料電池耦合系統運行機制—新聞—科學網
    河北大學生態與環境治理研究所
  • 鹽脅迫抑制豆科植物根瘤菌共生分子機制獲揭示—新聞—科學網
    豆科植物進化出與根瘤菌的共生關係,形成一種特殊的器官—共生根瘤,根瘤菌在其中將空氣中的氮氣固定為氨,供植物利用。
  • 科學家揭示豆科植物能與根瘤菌共生固氮機制—新聞—科學網
    豆科植物根瘤發育機制 中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤團隊在豆科植物根瘤發育研究中獲重大發現,研究揭示豆科植物皮層細胞獲得SHR-SCR幹細胞分子模塊,使其有別於非豆科植物。 早在1888年,德國科學家發現豆科植物與根瘤菌共生可以將氮氣轉化成植物需要的氮素營養。在豆科植物—根瘤菌共生中,豆科植物為根瘤菌提供合適的固氮環境及生長所必須的碳水化合物;作為回報,根瘤菌將氮氣轉變成含氮化合物,滿足豆科植物對氮元素的需求。另外,固定的氮素也會釋放到土壤中,被其他植物利用。
  • 科學家揭示真核基因組轉座子寄生策略多樣性—新聞—科學網
    他們對基因組中常見的寄生性轉座子元件(又稱跳躍因子)進行比較基因組學分析,揭示了轉座子的兩種依賴宿主基因轉錄的基因組整合策略。這一發現為解析複雜的真核生物基因組提供了「基因組生態學」視角。 論文第一作者張新巖介紹,轉座子是基因組中的「自私」元件,也是基因組複雜生態系統的重要組成部分。轉座子拷貝數的增加會導致基因組大小、複雜性和不穩定性的增加。
  • 土壤生物體型影響群落構建—新聞—科學網
    通常在少量的土壤中就能發現數百萬個物種和數十億個生物個體,包括一些微小的生物,例如細菌、真菌、原生動物和線蟲等,以及一些肉眼可見的土壤動物,例如馬路、蜈蚣等。體型大小是生物的基本屬性之一,決定了生物個體的生活史特徵。通常,較小的生物具有較短的代時和較快的突變速率,從而導致其具有較大的種群數量和物種多樣性。
  • 科學家揭示隨機光場中渦旋導致相干性退化的機理—新聞—科學網
    BKT相變理論是由Berezinskii、Kosterlitz和Thouless三位理論物理學家於1970代初建立的,後兩人因此而獲2016年諾貝爾物理學獎。該理論認為,在二維系統中,儘管熱漲落阻礙了長程有序的形成,卻可以支持渦旋的存在。在臨界溫度以下,順時針旋轉與逆時針旋轉的渦旋是成對出現的,也就是說,正負渦旋是綁定在一起的。
  • 研究揭示厄爾尼諾多樣性對北赤道流分叉點的影響—新聞—科學網
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室(LTO)研究員王鑫等,在厄爾尼諾(El Niño)多樣性對北赤道流分叉點的影響上取得新進展
  • 研究揭示中國早期人類對中更新世氣候轉型期響應—新聞—科學網
    ,我國目前已積累豐富的舊石器和古人類研究材料和數據。這些材料的積累為科研人員序列性地思考和認識中國早-中更新世人類演化及其與氣候環境的耦合關係提供了基礎。 10月6日,《第四紀科學評論》刊發了由中科院古脊椎動物與古人類研究所、中科院地質與地球物理研究所、安徽大學及德國馬克斯·普朗克人類歷史科學研究所等多家單位合作完成的論文。
  • 昆明植物所揭示雲南被子植物區系形成原因—新聞—科學網
    近日,中科院昆明植物所植物經典分類與植物多樣性團隊李嶸課題組以中國植物多樣性最為豐富的地區雲南為例,揭示了雲南被子植物區系的形成原因。
  • 科學家打開土壤微生物群落裝配「黑箱」—新聞—科學網
    論文共同通訊作者、南京農業大學教授張瑞福告訴《中國科學報》,土壤微生物活動是實現土壤物質循環和養分轉化的功能基礎,不同的微生物具有不同的生態功能,因此土壤微生物群落的裝配會影響土壤養分循環能力和生態系統生產力的高低,並關係到生態系統的穩定。近年來,土壤微生物多樣性的重要生態功能及多樣性損失對生態系統的威脅,引起許多國際組織和政府的重視。
  • 分子振動對氫鍵體系紅外光譜的作用機制被揭示—新聞—科學網
    近日,中科院大連化學物理研究所研究員江凌、副研究員張兆軍和張東輝院士團隊,與臺灣原子與分子科學研究所研究員郭哲來團隊合作,利用自主研發的中性團簇紅外光譜實驗方法,揭示了分子振動對氫鍵體系紅外光譜的作用機制
  • 研究揭示土壤微生物群落穩定性、多樣性與作物產量的關係
    在農業生態系統中,土壤微生物群落(細菌、真菌、線蟲等)以多營養級微食物網形態共存,尤其在根-土界面(根際微環境)中發揮重要作用,直接或間接影響作物健康和產量。研究土壤微生物群落穩定性、多樣性影響作物產量的作用機制,可為農業可持續性發展提供科學依據。
  • 科學家揭示蘋果酸積累和液泡酸化調控新機制—新聞—科學網
    他們揭示了蘋果蛋白MdBT2如何響應硝酸鹽調控蘋果酸積累和液泡酸化的分子機制。 郝玉金告訴《中國科學報》,有機酸種類和含量及其與糖的比例直接影響果實風味和加工品質,是果樹遺傳改良和栽培調控的重要目標性狀。在蘋果果實中,蘋果酸是最主要的有機酸,蘋果酸在果肉細胞的細胞質中合成代謝,並在液泡中大量積累。
  • 科學家揭示昆蟲變態發育潛在分子機制—新聞—科學網
    華南師範大學生命科學學院、昆蟲科學與技術研究所教授李勝團隊揭示昆蟲變態發育潛在分子機制,相關研究4月11日在線發表於美國《國家科學院院刊》。
  • 細菌「土味」吸引動物—新聞—科學網
    近日,瑞典研究人員發現,土壤細菌可能會釋放獨特的氣味來吸引動物,以幫助自身在周圍環境中傳播。相關論文4月6日刊登於《自然—微生物學》。 細菌產生的許多揮發性化合物可以被較大型動物感知,包括人類。鏈黴菌是一組常見於土壤中的細菌,它們會產生土臭素——這種有機化合物具有獨特的「土」味,在雨後會產生典型的泥土氣息。但是,鏈黴菌產生土臭素的原因一直不為人知。
  • 多名科學家寄語中國科學報和科學網—新聞—科學網
    祝願《中國科學報》及科學網與時俱進,成為科研人員流連忘返、賞心悅目的百花園。 ◆姬揚(中國科學院半導體研究所研究員) 《中國科學報》和科學網讓我更好地獲取國內外科技新聞,同時還可以了解高層領導和先進人物對國內外科技現狀和發展趨勢的看法。