微生物宏基因组测序可以解释地球氮循环?
微生物(细菌和古细等)是全球生物地球化学循环的重要驱动者。阐明微生物生物地理分布及其驱动过程对于预测环境变化将如何影响生物地球化学循环非常重要。以往微生物生物地理学的研究常常聚焦在物种的层面。然而,越来越多的研究表明,由于微生物群落固有的功能冗余性,微生物群落的功能变化通常与其物种组成变化是解耦的,并且相比物种结构,功能结构与环境变化和生态系统功能的关系更加密切。因此直接研究微生物功能基因的生物地理分布对于更好地了解环境变化对生物地球化学循环的潜在影响是十分必要的。 氮循环是地球上最重要的生物地球化学过程之一。自然界中,氮可以以多种价态(-3到+5)存在,不同价态之间的转换主要是由微生物所驱动。目前我们对微生物氮循环功能基因的生物地理分布还缺乏足够的认识,这一定程度上阻碍了对自然界氮循环的系统性理解。 近期,中山大学生命科学学院李文均教授团队以珠江口沉积物为研究系统(图1),利用宏基因组学技术和生物信息学分析揭示了关......阅读全文
氮循环微生物作用机制研究获突破
华东师范大学刘敏团队首次从微生物基因水平上揭示了纳米银对水环境氮循环的毒性效应与作用机理,发现环境中广泛存在的纳米银可通过调控功能微生物的氮代谢过程,降低氮转化效率,促进温室气体氧化亚氮的产生与排放,从而加剧水体富营养化和温室效应等环境问题。近日,相关研究成果发表于《科学进展》。 随着纳米
氮循环的概念
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环严重失衡,并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。
微生物宏基因组测序可以解释地球氮循环?
微生物(细菌和古细等)是全球生物地球化学循环的重要驱动者。阐明微生物生物地理分布及其驱动过程对于预测环境变化将如何影响生物地球化学循环非常重要。以往微生物生物地理学的研究常常聚焦在物种的层面。然而,越来越多的研究表明,由于微生物群落固有的功能冗余性,微生物群落的功能变化通常与其物种组成变化是解耦
关于氮循环的氮的相关介绍
氮(N)是天然湿地生态系统中最重要的组成成分和一种重要的生态影响因子,其主要来源有径流输入、大气沉降和生物固氮。天然湿地中N的迁移和转化主要发生在湿地演替带,演替带是生物地球化学活动比较强烈的缓冲区,常被视为湿地的N源、N汇和N转化器。演替带中N衰减主要是通过反硝化、厌氧氨氧化和湿地植被吸收等方
土壤氮循环功能微生物对季节降水变化响应研究获进展
近日中科院华南植物园博士陈洁在副研究员刘卫和研究员申卫军的指导下,对土壤氮转化功能微生物对季节降水变化响应研究取得进展。相关研究近日发表于《前沿微生物学》。 参与土壤氮循环的功能微生物不仅是森林生态系统的重要组成部分,更是维持生态系统功能稳定性的内在驱动力。研究森林土壤氮循环功能微生物对降水格
关于氮循环的定义介绍
氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程,是生物圈内基本的物质循环之一,如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反复循环,以至无穷。 构成陆地生态系统氮循环的主要环节是:生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 植物吸收
简述氮循环的重要性
氮是植物营养的三要素之一,也是人和动物的营养物质成分,空气中的气体四分之三是氮气,但氮的存在形式多样,它们的转换和利用都很复杂。我们常见的是化学合成肥料氮,它们进入农田后,一部分与进入土壤中的动植物残体及人和动物的排泄物中的氮一起,经历由微生物驱动的各种转化过程,形成多种含氮气体。其中有些可直接
关于氮循环的基本信息介绍
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。 氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,全球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环严重失衡,并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。
氮循环的硝化作用介绍
产生的氨,一部分被微生物固持及植物吸收,或者被粘土矿物质固定;另一部分通过自养硝化或异养硝化转变成硝酸盐,这一过程被称为硝化作用。 氨来源于腐生生物对死亡动植物器官的分解,被用作制造铵离子(NH4+)。在富含氧气的土壤中,这些离子将会首先被亚硝化细菌转化为亚硝酸根离子(NO2-),然后被硝化细
关于氮循环的氮气转化的介绍
有三种将游离态的N2(大气中的氮气)转化为化合态氮的方法: 生物固氮:是指固氮微生物将大气中的氮气转换成氨的过程 [1] ,一些共生细菌(主要与豆科植物共生)和一些非共生细菌能进行固氮作用并以有机氮的形式吸收。 工业固氮:在哈伯-博施法中,N2与氢气被化合生成氨(NH3)肥。 化石燃料燃烧
薇甘菊“三招”重塑根际氮循环占先机
薇甘菊作为全球公认的恶性入侵杂草,在我国南方地区快速扩散,严重威胁着农林生态系统的稳定与安全。尽管此前已有研究从基因组层面揭示了薇甘菊强大的遗传基础,但一个关键问题始终悬而未决:薇甘菊能否主动改造土壤微环境,为自己“创造竞争优势”?2月23日,发表于《微生物组》(Microbiome)的一项研究成功
微生物残体循环的环境和微生物控制
人们普遍认为,微生物残体碳是稳定土壤碳的主要组成部分,但其对碳稳定过程的控制因子尚不清楚。在稳定过程之前,微生物残体可能被微生物群落循环再利用。我们认为,这种再利用的效率是土壤碳稳定率的关键决定因素。本文采用稳定同位素示踪和指示种分析法,探讨了英国27个草地的土壤微生物残体再利用效率的控制因素。
A/O内循环生物脱氮工艺特点
(1)效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。(2)流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲
湿地岸边氮循环反应的研究进展
湿地岸边带作为连接内陆水体与陆地生态系统的交界面,不仅是氮循环反应的“热区”,亦是温室气体——氧化亚氮的高释放区。前期大量研究表明湿地岸边带系统能够有效拦截陆源污染和净化水体,但其微观机理仍不清楚。 中国科学院生态环境研究中心祝贵兵研究组通过构建针对各氮循环反应微生物功能基因的高通量测序分析、
氮循环功能基因的生物地理学分布格局研究获进展
微生物(细菌和古细等)是全球生物地球化学循环的重要驱动者。阐明微生物生物地理分布及其驱动过程对于预测环境变化将如何影响生物地球化学循环非常重要。以往微生物生物地理学的研究常常聚焦在物种的层面。然而,越来越多的研究表明,由于微生物群落固有的功能冗余性,微生物群落的功能变化通常与其物种组成变化是解耦
沈阳生态所在氮沉降对氮磷循环影响方面取得新进展
日益加剧的人类活动极大地改变了氮素的生物地球化学循环,氮沉降和活性氮的增加对生态系统的结构和功能造成严重的影响。大量的研究关注了氮素可利用性的变化对生物多样性和群落组成的影响,而对氮素可利用性变化影响下的氮、磷两种元素在生物地球化学循环中的耦合作用关注甚少,更少有研究关注氮沉降对两种元素在植物体
新研究揭示地质背景影响全球河流氮循环
近日,香港科技大学(广州)教授刘易团队首次揭示了碳酸盐岩风化通过调控溶解无机碳增强河流氮同化吸收的作用机制。这一发现不仅加深了地质背景对河流碳氮耦合循环和其他生物地球化学过程的控制作用的理解,更为全球河流生态治理和碳中和目标提供了全新视角。相关成果发表于《自然-地球科学》。珠江流域地质背景与溶解无机
Picarro分析仪助力土壤碳氮循环研究
农业与土壤科学将土壤作为一种可控的自然资源加以检验;土壤会影响植物的生长与发展,而植物则是食品和纤维的来源。土壤性状及相关农业活动可能会影响温室气体的浓度,后者也可能会影响前者。由于土壤在氮 (N) 和碳 (C) 等循环中发挥着不可或缺的作用,因此农业与土壤科学通常会寻求测量土壤通量,即土壤与大
研究人员发现氮循环在我国对碳水循环的影响研究获进展
氮气占地球大气的78%,氮是所有生物赖以生存的主要营养物质,并广泛存在于蛋白质、DNA和叶绿素中。作为生物圈内基本的物质循环之一,氮循环将大气、陆地和海洋生态系统链接起来,影响着生物地球物理化学过程。氮循环受人类活动(施肥)的影响,对环境质量至关重要,近年来引起世界的广泛关注,如在2019年3月
珠江河口氮循环转化的最新研究进展
导语:作为我国第二大的河流控制型河口,目前对珠江口是否存在显著的氮生物地球化学过程存在争议。中国科学院广州地球化学研究所韦刚健研究团队及合作者,运用海水中各种形态氮的同位素分析技术(溶解态硝酸盐的氮氧同位素、铵盐与颗粒氮的氮同位素),对珠江口及其邻近海域氮的生物地球化学过程开展了深入研究,取得可
冷却循环水中的微生物来源共探讨
冷却循环水中的微生物来自两个方面,一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气,微生物也随空气带入冷却水中,二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物,这些微生物也随补充水进入冷却循环水系统中。 藻类在日光的照射下,会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源起光合作用,吸收碳素作营养而放出氧,因此,当
中山大学荒漠特殊生境微生物暗物质资源研究发NPJ
近日,中山大学教授李文均团队在荒漠特殊生境微生物暗物质资源研究方面取得重要进展。相关成果发表于npj Biofilms and Microbiomes。 论文第一作者、中山大学-嘉应学院联合基地博士后李帅表示,荒漠约占全球陆地总面积的1/3,是地球上面积最大、研究最不充分的生境之一,同
氨氮蒸馏器可选配外置水冷却循环装置
多功能蒸馏器(氨氮蒸馏器、挥发酚蒸馏器、蒸馏器)采用的远红外加热方法,具有热效率高、寿命长、起温和降温速度快、加热时间和加热功率可调等优点。仪器可选配外置水冷却循环装置,蒸馏过程中通入恒定流量的正压气体,可有效提高蒸馏速度和蒸馏效率。整个系统简洁、安装维护方便、使用可靠。可广泛应用于环保、化工、医药
充氮烘箱与热风循环烘箱的选购注意事项
充氮烘箱也就是配套氮气管路系统,可以充入氮气,干燥空气,氩气等惰性气体,在箱内形成厌氧无氧环境的烘箱,从外观上来看,充氮烘箱与热风循环烘箱大致相同,所以很多人认为充氮烘箱就是在热风循环烘箱的基础上加了跟管子,流量计,实则不然,二者在具体的制造工艺上有较大区别。1.充氮烘箱与热风循环烘箱的内胆加工工艺
珊瑚幼虫共生关系碳氮循环研究获新进展
中国科学院南海海洋研究所珊瑚生物学和珊瑚礁生态学学科组与厦门大学、香港科技大学等合作,在国家自然科学基金联合基金项目、青年基金项目等的资助下,在珊瑚浮浪幼虫共生关系碳氮循环研究领域取得新进展。相关成果近日发表于《通讯生物学》(Communications Biology)。鹿角杯形珊瑚幼虫在环境胁迫
是“谁”影响了青藏高原上的碳氮循环
2022年9月27日,中国科学院成都生物研究所陈槐研究员及其团队,应邀在《自然综述:地球与环境》(Nature Reviews Earth & Environment)发文,综述了青藏高原上的碳氮循环变化及驱动机制,指出草地可持续管理、生态工程和绿色技术发展,将抑制青藏高原温室气体排放,有助于
充氮烘箱与热风循环烘箱的选购注意事项
充氮烘箱也就是配套氮气管路系统,可以充入氮气,干燥空气,氩气等惰性气体,在箱内形成厌氧无氧环境的烘箱,从外观上来看,充氮烘箱与热风循环烘箱大致相同,所以很多人认为充氮烘箱就是在热风循环烘箱的基础上加了跟管子,流量计,实则不然,二者在具体的制造工艺上有较大区别。 1.充氮烘箱与热风循环烘箱的内胆
是“谁”影响了青藏高原上的碳氮循环
2022年9月27日,中国科学院成都生物研究所陈槐研究员及其团队,应邀在《自然综述:地球与环境》(Nature Reviews Earth & Environment)发文,综述了青藏高原上的碳氮循环变化及驱动机制,指出草地可持续管理、生态工程和绿色技术发展,将抑制青藏高原温室气体排放,有助于维
mLife:揭示Thermus类群在热液系统反硝化的重要角色
生物反硝化过程是生物地球氮循环的的重要环节,有报道称Thermus类群是陆地热泉生境重要的异养反硝化的参与者。但是对Thermus反硝化基因功能与进化的研究并不深入,且由于Thermus类群易受外源基因干扰,因此Thermus是否普遍具有反硝化功能存在争议。针对Thermus对反硝化基因的研究,
科学家揭秘极端环境管状蠕虫氮循环地化印记
近日,上海海洋大学教授冯东团队针对深海冷泉管状蠕虫生命活动的地球化学印记研究取得突破,相关研究已在Geology发表。海马冷泉发育的管状蠕虫。(“海马”号拍摄,陶军供图)冷泉等深海极端生态系统是探索地球生命起源和演化过程的潜在候选环境。这些生态系统通常依赖化能自养微生物与其宿主的共生关系,形成深海“