所有动物以及大部分微生物的氨基酸、核酸合成等生命活动都需要钴铵酰胺，但仅有少部分原核微生物能够合成钴铵酰胺，因此钴铵酰胺合成微生物是群落中的“关键少数”，可能通过调控钴铵酰胺的供给进而影响群落中的生物互作和群落功能的发挥。但在全球尺度上，钴铵酰胺合成微生物的分布模式是什么？这种分布模式又会如何影响全球范围内微生物群落的氮、磷、硫转化潜能？目前尚不清楚。

该研究通过系统分析全球范围内的土壤、海洋和污水处理系统中的宏基因组样品（图1），发现钴铵酰胺合成微生物的丰度呈明显的纬度梯度分布模式，在土壤中以中高纬度地区丰度最高，在海洋中则以中低纬度地区丰度最高（图2）；在全球尺度上，钴铵酰胺合成微生物的丰度与微生物群落多样性、网络复杂性、以及微生物氮、磷、硫循环基因的丰度显著正相关（图3）。该研究揭示了钴铵酰胺合成微生物的全球纬度梯度分布模式与功能重要性，提供了通过调控群落中的“关键少数”‑钴铵酰胺合成微生物，进而定向调控群落的氮、磷、硫循环功能的新思路。

上述研究得到国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究项目的资助。论文第一作者为生态环境研究中心助理研究员王继琛，论文通讯作者为葛源研究员和密歇根州立大学James Tiedje院士，朱永官院士对研究工作进行了全程指导。

论文链接1：https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae009

论文链接2：https://doi.org/10.1021/acs.est.3c02181

图1. 全球宏基因组样品分布

图2. 钴铵酰胺合成微生物的纬度梯度分布模式

图3. 钴铵酰胺合成微生物与群落氮、磷、硫循环基因的丰度显著正相关

2024年3月20日