革兰氏阳性类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)的基因组和蛋白组研究

从西藏墨脱嘎隆拉山海拔3000m土壤中分离出一株革兰氏阳性类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.),用Illumina Hiseq测序平台进行全基因组测序以及通过Prokka1.14.6软件进行基因组注释。结合antiSMASH 7.0和BAGEL 4分析Paenibacillus sp.基因组预测次级代谢产物生物合成基因簇。为了验证代谢产物路径,用不同破碎方法提取菌株全蛋白,通过蛋白质组质谱技术进行分析,结合不同蛋白质组分析软件,共鉴定了3383个蛋白质。通过同源比对,提取的蛋白质中可以检测到套索肽生物合成基因簇中依赖ATP半胱氨酸蛋白酶N端区域B1和ABC转运器。同时,用BAGEL4软件blastp功能从NCBI数据库中获取Paenibacillus sp.基因组中潜在完整的套索肽生物合成基因簇。

人类活动与气候变化影响慕士塔格冰芯细菌群落百年变化

冰芯高保真地提供了高分辨率的历史气候和人类活动的长时间记录.已有的冰芯气候环境变化记录主要基于离子、同位素、粉尘等物理化学指标,而生物指标则鲜有涉及.本文对钻取自青藏高原慕士塔格冰川74m冰芯中的细菌群落进行了研究,以建立生物指标与过去气候环境变化和人类活动的联系.通过分析冰芯中1907~1991年间的微生物及其与环境指标的关系,发现冰芯中细菌丰富度随时间增加,并与指示农业发展的NH4+含量的升高有关;冰芯细菌群落组成受源自人类活动和自然生态系统的物质输入及气温的共同影响,在20世纪50年代后,人类活动的影响尤为显著.此外,我们还发现源自动物肠道的细菌科Aerococcaceae、Nocardiaceae、Muribaculaceae和Lachnospiraceae的相对丰度与中亚地区养殖牲畜数量的变化相关,它们对牲畜数量变化的解释量达59.8%.这项研究定量化揭示了细菌多样性和群落组成与过去气候和人类活动之间的关系,突显了微生物在冰芯气候变化研究中的潜力.

面向微生物与全球变化研究的泛第三极环境数据中心建设

环境微生物学是生命科学与地球科学的交叉学科,近年来发展迅速且得到学术界和社会的广泛关注,但现有数据共享平台难以同时支持微生物数据和地学空间数据的高效组织和管理。针对该问题,在第二次青藏高原综合科学考察研究任务五专题三支持下,兰州大学建设了泛第三极环境数据中心,实现了Web环境下16S rRNA基因、宏病毒组和宏基因组等环境微生物数据与相关环境因子数据的集成、管理和查询,并以地图形式直观地展示样点空间分布,为用户提供了便捷、易用的数据共享平台。中心未来将继续完善平台的在线数据可视化和分析功能,以更好地服务于环境微生物和全球变化研究。

山地与极地冰川表面生态系统DNA病毒的多样性与功能

冰川覆盖了地球表面的10%,是典型的极端环境.病毒在冰川表面生态系统中丰富且活跃,在控制微生物群落中发挥关键作用.然而,我们对冰川表面生态系统病毒及其对下游生态系统的潜在影响了解非常有限.本研究构建了冰川表面生态系统DNA病毒基因组数据集(SgVG),将已有冰川DNA病毒基因组数量扩展了15倍.数据集包含了来自全球38个山地和极地冰川,涵盖雪、冰、融水和冰尘的10,840个DNA病毒物种.冰川表面DNA病毒特异性高,但对公众健康的潜在风险极低.冰川表面病毒群落结构主要受生境影响,且冰尘病毒最为活跃.裂解性病毒在所有生境中普遍存在,而雪和冰中溶源性病毒的相对比例较高.此外,冰川表面病毒可侵染冰川中83%的门或纲的原核微生物,并且能够编码具有促进宿主代谢和协助宿主适应寒冷环境等功能的多种辅助代谢基因.本研究系统地描述了山地和极地冰川表面生态系统DNA病毒的多样性和功能,为评估冰川DNA病毒的生态功能、安全风险及构建区域生态模型提供了重要科学依据.

青藏高原冰川冻土微生物如何记录和影响气候变化?

青藏高原是亚洲水塔,拥有9万多条冰川和中低纬面积最广的多年冻土区,是亚洲多条大江大河的源头.冰川和冻土由于其低温特性,封存了古老微生物及微生物演化的信息,其中微生物的数量、物种组成与群落结构可反映温度、土地利用方式等历史气候变化及生态系统变迁过程,是研究全球变化良好的生物代用指标(姚檀栋等,2020).