高压对深海沉积物中产甲烷菌的碳源代谢类型的影响

摘要

在深海环境中,高压是影响沉积物微生物种群结构和代谢功能的重要因素之一.压力会影响微生物分解代谢有机质的活性.产甲烷菌能够利用环境中小分子有机质,代谢产生甲烷,是深海沉积物的沉积物中碳循环的重要参与者.本研究关注压力对产甲烷菌利用的底物类型的影响.对国际大洋发现计划IODP349航次U1433站位沉积物柱90-190mbsf（U1433-A），450-550mbsf（U1433-B），700-750mbsf(U1433-C)三个不同层位的样品进行不同压力和不同底物条件下甲烷产生速率，甲烷产生菌类型开展研究。分别用乙酸钠、甲醇、H2和CO2作为底物，在相应的原位温度15℃,32℃,60℃和大气压条件下检测产甲烷速率。在培养了52天,112天,172天和210天后，检测顶空气，发现有甲烷产生。不同的层位沉积物，不同底物培养的产甲烷菌产生甲烷的量不同。发现在U1433-A中，加入CO2和H2的实验组，培养瓶顶空气中甲烷含量高于另外两组；在中间层位U1433-B中，加入甲醇的实验组，顶空气中甲烷含量最高；而在底层U1433-C中，加入乙酸钠的实验组，顶空气中甲烷含量最高。在不同时间段检测，发现甲烷浓度在缓慢增加。这个初步的结果表明在沉积物柱中产甲烷菌的类型随深度不同已经发生了变化。高压（40MPa）条件下，不同层位沉积物在不同底物条件下产甲烷速率的检测仍在进行中。计划结合沉积物微生物群落结构检测（利用基于16S rRNA的高通量测序）和产甲烷功能基因分析（mcrA基因），揭示南海深部沉积物中甲烷产生菌群多样性，产甲烷潜力，以及不同代谢类型的产甲烷菌对压力的响应。