[目的]冷泉系统广泛存在于大陆边缘地区,其典型特征是在海底渗漏出大量富含以甲烷为主的碳氢化合物和硫化氢等成分的低温流体.冷泉也因其独特的地球化学条件孕育着独特的原核微生物群落结构,然而,原核微生物组成与冷泉环境之间的响应关系却并不清楚.[方法]本文以莫克兰大陆边缘活跃冷泉区沉积物柱状样为研究对象,沿深度剖面分析了沉积物中的CH4以及孔隙水SO42-、H2S浓度等关键地球化学参数,并基于16S rRNA基因高通量测序对冷泉沉积物原核微生物的群落结构及其空间变化进行了系统分析.[结果]根据其硫酸盐-甲烷浓度剖面特征,从上向下,将沉积物垂向剖面划分为硫酸盐还原区(SZ)、硫酸盐-甲烷转换区(SMTZ)和产甲烷区(MZ).通过原核微生物α多样性与基因定量研究发现,随着深度增加微生物多样性与丰度呈逐渐降低的趋势.16S rRNA基因高通量测序结果表明,SZ中以硫氧化细菌y-变形菌纲、α-变形菌纲和埃普西隆杆菌门为主,且以硫酸盐为电子受体的与有机质降解相关的原核微生物JS1、绿弯菌门、洛基古菌纲、深古菌纲及底栖古菌纲的相对含量也较高;SMTZ存在较高含量的ANME-1a、ANME-1b与SEEP-SRB1,它们耦合介导着硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化(SR-AOM)过程.此外,深古菌纲及绿弯菌门的普遍存在说明,除甲烷外,沉积物中还可能存在其他烃类化合物.[结论]通过对莫克兰大陆边缘冷泉渗漏区沉积物中原核微生物群落结构的研究,发现细菌和古菌群落组成与冷泉系统独特的地球化学环境具有密切的联系.

莫克兰冷泉区;冷泉沉积物;硫酸盐-甲烷转换区;甲烷厌氧氧化古菌;硫酸盐还原菌;有机质降解

李其然;宿蕾;杨天邦;张振;于淼;邓希光;马忠霖;姚会强;李江涛

海洋地质国家重点实验室(同济大学),上海201306;同济大学海洋与地球科学学院,上海200092;广州海洋地质调查局,自然资源部海底矿产资源重点实验室,广东 广州510075;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州),广东广州511458

微生物学报

[1]李其然;宿蕾;杨天邦;张振;于淼;邓希光;马忠霖;姚会强;李江涛-.莫克兰冷泉区沉积物原核微生物群落组成及其环境响应)[J].微生物学报,2022(06):2021-2037

莫克兰冷泉区,冷泉沉积物,SRB1,甲烷厌氧氧化古菌

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