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新工具揭示了血统在土壤细菌群落中的作用

血统与行为之间的联系激发了人们对生活的研究。对于植物和动物,遗传上亲近的堂兄弟往往以类似的方式行事。例如,雀类吃种子,燕子吃昆虫。然而,对于细菌来说,这个问题值得商榷。进化史是否预测不同类型的细菌如何表现和发挥作用?或者,相反,不相关的细菌通常会相互重叠,提供相同的生态系统服务 - 一种称为功能冗余的概念?答案决定了当土壤群落中的细菌菌株丢失时可能损失多少。

新工具揭示了血统在土壤细菌群落中的作用

由博士后研究员Ember Morrissey领导的北亚利桑那大学的Ecoss研究员 - 现在是西弗吉尼亚大学环境微生物学助理教授 - 近距离观察了使用新工具在完整土壤群落中细菌活动的差异。定量稳定同位素探测,称为qSIP,是对现有定性方法的改进,因为它不仅测量土壤中某些类型细菌活动的存在与否,而且还测量该活动的速率。然后可以将活性率与特定细菌菌株的DNA相关联,以更精细的规模寻找行为模式。

“使用这种新方法,”莫里西说,“我们现在可以回答很多关于微生物生态学及其在确定以前无法实现的生态系统功能中的作用的问题。”

该研究得到了能源部基因组科学计划的140万美元资助。结果最近发表在ISME期刊上。

研究人员将完整的北亚利桑那州黄松松林中的土壤样本与水和葡萄糖进行了孵化,这些样本具有独特的标记。水含有较重的氧(同位素),而葡萄糖含有较重的碳。使用qSIP测量的不同类型细菌使用的同位素数量就像一米,显示细菌生长的速度和使用的碳量。

具有更接近的进化历史的细菌显示出相似的人口增长率和碳使用。由谱系分开的细菌在这些行为上不同。不同类型的细菌生长和吸收碳的比率都会影响生态系统的运作方式。这表明不同类型的细菌可能并不总是能够替代彼此对重要过程的贡献。

事实证明,进化史或系统发育确实在完整土壤群落中的细菌活动中发挥作用。将细菌谱系与土壤中特定类型的活动联系起来,为了解土壤中特定细菌混合物如何影响生态系统功能提供了一种新方法。

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