若尔盖湿地的纤维素降解功能微生物菌群解析和在其碳循环中的作用

全球气温变暖使得高寒湿地这个巨大的碳库对全球碳循环影响的研究已成为不容忽视的问题。作为全球最大的天然高海拔湿地，植物残体是若尔盖湿地的主要的碳素来源，其中木质纤维素又是这些碳素来源的主体。理解湿地纤维素的转化过程是对天然湿地碳循环理解的关键。本项目的核心工作是利用实验室自身合成的稳定性同位素纤维素，以若尔盖湿地作为高寒湿地的研究模板解析高寒湿地碳循环中的几个主要理论点。利用13C示踪若尔盖高原湿地纤维素转化过程中的流向，揭示高原湿地中木质纤维素的转化途径以及温度变化对高原湿地碳循环的影响。以RNA-SIP为主要研究手段，结合分子微生物生态学分析方法，解析若尔盖高原湿地纤维素降解活跃功能菌群分类特征、动态演替和原位环境下的生态生理功能。从分子水平、代谢角度及微观的微生物资源等多尺度角度探明若尔盖高原湿地纤维素碳循环的过程、机制和对全球气候变暖的响应提供基础资料和重要的理论依据。

全球气温变暖使得高寒湿地这个巨大的碳库对全球碳循环影响的研究已成为不容忽视的问题。作为全球最大的天然高海拔湿地，植物残体是若尔盖湿地的主要的碳素来源，其中木质纤维素又是这些碳素来源的主体。理解湿地纤维素的转化过程是对天然湿地碳循环理解的关键。本项目的核心工作是利用培养、非培养的方法，综合代谢产物的定性和定量，以及分子生态的手段，以若尔盖湿地作为高寒湿地的研究模板解析高寒湿地纤维素降解参与碳循环的几个主要过程。（1）若尔盖湿地土壤微生物厚壁菌、拟杆菌等细菌参与了纤维素的降解和转化；（2）若尔盖湿地甲烷的产生途径以乙酸型为主，其中甲烷鬃菌等古菌参与了甲烷的产生，温度的升高促进了甲烷产量增加4%以上；（3）若尔盖湿地中I型甲烷氧化菌和II型甲烷氧化菌均参与了甲烷的氧化，其中I型甲烷氧化菌占据主导地位。