湖泊生态系统产甲烷与甲烷氧化微生物研究进展

湖泊生态系统是重要的大气甲烷来源,其甲烷释放量占全球自然生态系统的40%.产甲烷和甲烷氧化微生物在湖泊甲烷生产和消耗过程中发挥关键作用.本文综述了近期有关湖泊生态系统甲烷产生与氧化过程的研究进展,重点介绍产甲烷与甲烷氧化微生物在湖泊中的分布特征、代谢途径以及调控机制.现有研究表明,湖泊中甲烷的生成不仅仅依靠赋存于沉积物和水体厌氧层的产甲烷古菌,还可能来自有氧环境中其他产甲烷微生物的代谢作用.湖泊中的甲烷在脱离水体逸散至大气之前,被甲烷氧化微生物利用,转化成二氧化碳和小分子有机化合物(如甲醇、甲醛和甲酸等).除了传统依赖氧气作为电子受体的好氧氧化过程外,新近研究还揭示了多种厌氧甲烷氧化过程,包括依赖还原硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐以及Fe~(3+)/Mn~(4+)等金属离子的甲烷氧化过程.文献综合分析表明,反硝化型厌氧甲烷氧化过程主要发生在淡水湖泊中,而硫酸盐还原型主要发生在高盐度或者高碱度湖泊中.水体温度、溶解氧浓度可以显著影响产甲烷与甲烷氧化微生物的丰度与群落结构,其他湖泊环境条件,如盐度、pH和有机质类型等都可能改变产甲烷与甲烷氧化微生物的分布和代谢活性.不同湖泊类型的比较研究,有助于全面掌握影响湖泊产甲烷与甲烷氧化微生物的时空分布与代谢特征的主导因素.     

深海热液喷口微生物群落研究进展

1977年在太平洋上的加拉帕戈斯群岛附近深2 500 m的深海热液区首次发现了独立的生命体系,它被认为是海洋生物学研究领域中最为重大的发现之一[1-2]。自此,对深海热液喷口生物群落的调查研究吸引了无数科学家的眼球,成为了海洋生物学研究领域的热点之一。30余年来,随着海洋生物学研     

天然湿地土壤产甲烷菌及其影响因子研究进展

综合评述了天然湿地产甲烷菌种类、主要产甲烷途径的空间变异及其影响因子。温度不仅可以改变产甲烷菌群落结构和功能,也可影响产甲烷菌功能发挥,目前有关温度对湿地土壤甲烷产生的影响机制有待揭示。以乙酸为底物的产甲烷菌大多生存于维管束植物生长的湿地,H₂/CO₂还原则为苔藓泥炭沼泽甲烷产生的主要途径;在pH<4.7的偏酸性湿地中,自由态乙酸可以降低乙酸发酵型产甲烷菌活性,而氢营养型产甲烷菌和部分其他微生物可能具有自身的弥补机制。还提出今后中国沼泽湿地产甲烷菌和甲烷排放有待加强研究的主要内容。     

渤海沉积物中产甲烷途径及产甲烷菌群落特征

全球甲烷排放主要来源于厌氧环境中产甲烷菌的代谢活动。采集渤海典型站位沉积物样品,测定了沉积物中甲烷和硫酸盐含量。通过提供不同类型产甲烷底物进行培养,分析了各样品中甲烷产量;通过高通量测序,分析了产甲烷菌群落特征。结果表明,渤海沉积物中产甲烷途径以甲基营养型为主,同时具有H₂/CO₂还原型途径。同一站点随着深度的增加,甲烷产生量逐渐减少,产甲烷速率相应降低。古菌群落以Crenarchaeota、 Asgardaeota和Nanoarchaeota为主,产甲烷菌Ca.Methanofastidiosales占据优势地位。本研究为全面了解产甲烷菌在海洋生境中产甲烷过程提供了重要参考。