資環(huán)學(xué)院谷潔/錢(qián)勛教授團(tuán)隊(duì)和水保學(xué)院朱元駿教授在揭示深層土壤微生物的適應(yīng)策略、生存機(jī)制和進(jìn)化歷史方面取得新進(jìn)展

3月19日，《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表了西北農(nóng)林科技大學(xué)資環(huán)學(xué)院谷潔/錢(qián)勛教授團(tuán)隊(duì)和水保學(xué)院朱元駿教授最新研究成果： “Diversification, niche adaptation, and evolution of a candidate phylum thriving in the deep Critical Zone”。該研究發(fā)現(xiàn)了深層土壤中的關(guān)鍵微生物，探究了該細(xì)菌門(mén)的適應(yīng)性策略、生存機(jī)制和進(jìn)化歷史，對(duì)于揭示深層關(guān)鍵帶的微生物活動(dòng)、探索生命的極端適應(yīng)機(jī)制具有重要意義。西北農(nóng)林科技大學(xué)為該論文第一單位，資環(huán)學(xué)院博士生馮文露、萬(wàn)小楠、張藝冉為論文共同第一作者，谷潔教授、James Tiedje院士、朱元駿教授和錢(qián)勛教授為論文通訊作者。美國(guó)密歇根州立大學(xué)、愛(ài)荷華州立大學(xué)、愛(ài)荷華大學(xué)，英國(guó)布里斯托大學(xué)為論文合作單位。

地球關(guān)鍵帶是地球的“皮膚”，支撐著地球表面的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在調(diào)節(jié)氣候、維持生態(tài)系統(tǒng)健康以及支持人類(lèi)活動(dòng)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。研究團(tuán)隊(duì)采集了我國(guó)黃土高原和美國(guó)愛(ài)荷華州的深層黃土剖面，發(fā)現(xiàn)了深土中廣泛且豐富的細(xì)菌門(mén) CSP1-3，該細(xì)菌門(mén)在深層土壤中活躍復(fù)制，通過(guò)混合營(yíng)養(yǎng)的生活方式以及靈活的碳源和能源獲取策略來(lái)應(yīng)對(duì)深土極端寡營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。研究揭示該細(xì)菌門(mén)起源于溫泉，進(jìn)化歷程中呈現(xiàn)出基因組擴(kuò)張。該細(xì)菌門(mén)在從溫泉向表土和深土定殖的過(guò)程中，通過(guò)獲得和丟失相關(guān)基因，實(shí)現(xiàn)了分類(lèi)群分化，建立了對(duì)新生境的適應(yīng)能力。研究結(jié)果揭示了深層地球關(guān)鍵帶中微生物暗物質(zhì)的活動(dòng)和生態(tài)意義，有助于從這一鮮被研究的生境中探索生命極限和挖掘新型生物資源。

候選門(mén)CSP1-3的代謝特征

候選門(mén)CSP1-3 內(nèi)不同科的生態(tài)位分化和進(jìn)化歷史示意圖

該項(xiàng)研究是我校交叉學(xué)科研究中心的又一項(xiàng)國(guó)際合作成果，得到了學(xué)校人才隊(duì)伍建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)和學(xué)科建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，國(guó)家自然科學(xué)基金（42277412和42207463）、旱區(qū)土壤微生物與土壤健康引智基地（B23036）和陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（ 2024RS-CXTD-68）的聯(lián)合資助。

西北農(nóng)林科技大學(xué)“旱區(qū)土壤微生物生態(tài)和土地可持續(xù)生產(chǎn)力交叉學(xué)科研究中心”暨“資源生物學(xué)海外院士工作站”于2019年7月成立，美國(guó)科學(xué)院院士James Tiedje為中心主任。中心旨在圍繞土壤微生物組與糧食生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康，探索微生物領(lǐng)域未知世界，為解決人類(lèi)面臨的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、健康等重大問(wèn)題提供新的思路和途徑。

文章鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424463122

編輯：趙杰   終審：李志