我國學(xué)者研究揭示深海錳結(jié)核區(qū)沉積物微生物代謝和適應(yīng)機(jī)制

2023-08-04 01:36:16 來源：北京日報(bào)

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近日，中國科學(xué)院海洋研究所聯(lián)合自然資源部第二海洋研究所和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，系統(tǒng)研究了東太平洋克拉里昂-克利珀頓斷裂帶區(qū)域的錳結(jié)核沉積物微生物代謝能力，相關(guān)成果近期在國際學(xué)術(shù)期刊《微生物組》發(fā)表。

據(jù)了解，研究人員通過對錳結(jié)核沉積物樣品深度宏基因組測序，重建了179個(gè)高質(zhì)量基因組，通過對這些基因組功能基因的解析，首次提出了不同微生物在金屬、碳、氮和硫循環(huán)中的作用證據(jù)。研究結(jié)果顯示，在這些富含重金屬的沉積環(huán)境中，微生物已經(jīng)進(jìn)化出了對重金屬的抗性機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)了大量金屬氧化還原酶基因，這些基因資源在重金屬的生物修復(fù)中具有重要潛在應(yīng)用價(jià)值。此外，研究人員提出了錳結(jié)核區(qū)沉積物中微生物生態(tài)的模型。該研究結(jié)果可為國際海底管理局的區(qū)域環(huán)境管理計(jì)劃和國家多金屬結(jié)核資源開發(fā)與環(huán)境修復(fù)提供重要的科學(xué)支撐。

全球海底蘊(yùn)藏著豐富的多金屬結(jié)核資源，因其富含多種戰(zhàn)略性金屬，被認(rèn)為是當(dāng)今最具開發(fā)潛力的海底礦床類型。但這些資源主要分布在水深4000~6000米的深海平原，一般遠(yuǎn)離陸地，生產(chǎn)力極低。近半個(gè)世紀(jì)以來，許多國家和地區(qū)的大量科學(xué)組織和團(tuán)隊(duì)，針對深海采礦可能引起的環(huán)境破壞問題開展了系列影響調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究。然而，對于棲息在金屬結(jié)核沉積物環(huán)境中的微生物，面臨著重金屬、寡營養(yǎng)、高壓和低溫等極端環(huán)境條件的挑戰(zhàn)，研究人員對其在金屬結(jié)核礦床環(huán)境適應(yīng)機(jī)制及其多樣性和代謝能力更是了解甚少。據(jù)了解，目前，國際海底管理局正在積極推動(dòng)區(qū)域環(huán)境管理計(jì)劃（REMPs），以保護(hù)太平洋深海結(jié)核采礦目標(biāo)區(qū)的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能，東太平洋克拉里昂-克利珀頓斷裂帶區(qū)域是首個(gè)REMPs區(qū)域。

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