Cộng đồng vi khuẩn methanotrophic hoạt động trong đất sét thủy sinh thay đổi theo nồng độ metan

Wiley - Tập 8 Số 2 - Trang 321-333 - 2006
Claudia Knief1, Steffen Kolb1, Paul L. E. Bodelier2, André Lipski3, Peter F. Dunfield1
1Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie, Karl-von-Frisch-Strasse, 35043 Marburg, Germany
2Netherlands Institute of Ecology (NIOO‐KNAW), Centre for Limnology, Department of Microbial Ecology, Rijksstraatweg 6, 3631 AC Nieuwersluis, the Netherlands.
3Abteilung Mikrobiologie, Fachbereich Biologie/Chemie, Universität Osnabrück, 49069 Osnabrück, Germany.

Tóm tắt

Tóm tắt

Các cộng đồng vi khuẩn methanotrophic đã được nghiên cứu trong một số loại đất gleyic bão hòa nước theo chu kỳ. Khi thu mẫu, mỗi loại đất đều có một lớp bề mặt ôxy và tiêu thụ metan từ khí quyển (tại 1.75 ppmv). Trong hầu hết các loại đất gleyic, giá trị Km(app) cho metan nằm trong khoảng từ 70 đến 800 ppmv. Những giá trị này cao hơn hầu hết các giá trị quan sát được trong đất đồi khô, nhưng thấp hơn so với các giá trị đo được trong đất ngập nước. Dựa trên việc thu nhận độc lập và định lượng gen pmoA mà không cần nuôi cấy, các vi khuẩn methanotroph loại II (Alphaproteobacteria) thuộc chi Methylocystis spp. đã được phát hiện phong phú (> 107 phân tử mục tiêu pmoA trên mỗi gram đất khô). Các vi khuẩn methanotroph loại I (Gammaproteobacteria) liên quan đến các chi Methylobacter và Methylocaldum/Methylococcus đã được phát hiện trong một số loại đất. Sáu kiểu chuỗi pmoA không liên quan chặt chẽ đến các chuỗi từ vi khuẩn methanotroph nuôi cấy cũng đã được phát hiện, cho thấy rằng có nhiều vi khuẩn methanotroph không thể nuôi cấy hiện diện. Ba loại Gleysols đã được ủ với các tỷ lệ phối trộn khác nhau của metan đánh dấu 13C để kiểm tra sự tích hợp 13C vào axit béo phospholipid (PLFAs). Các axit béo phospholipid đặc trưng cho vi khuẩn methanotroph loại II, 16:0 và 18:1ω7c, đã được gán nhãn với 13C trong tất cả các loại đất sau khi ủ trong bầu không khí chứa 30 ppmv metan. Việc ủ dưới 500 ppmv metan dẫn đến việc gán nhãn thêm các PLFA ngoài 16:0 và 18:1ω7c, gợi ý rằng thành phần của cộng đồng vi khuẩn methanotroph hoạt động đã thay đổi để phản ứng với việc cung cấp metan tăng lên. Trong hai loại đất, các PLFA 16:1 đặc trưng cho vi khuẩn methanotroph loại I đã được gán nhãn mạnh sau khi ủ chỉ dưới tỷ lệ phối trộn metan cao. Các vi khuẩn methanotroph loại II có khả năng chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ metan trong khí quyển ở những loại đất này, trong khi các vi khuẩn methanotroph loại I sẽ hoạt động khi metan được sản xuất trong đất.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Adamsen A.P.S., 1993, Methane consumption in temperate and subarctic forest soils: rates, vertical zonation, and responses to water and nitrogen, Appl Environ Microbiol, 59, 495

10.1029/98GB01975

10.1111/j.1574-6968.1992.tb05783.x

10.1016/0045-6535(93)90453-C

10.1111/j.1574-6941.1997.tb00414.x

10.1128/AEM.64.3.1091-1098.1998

10.1021/es960909a

10.1111/j.1574-6941.1993.tb00058.x

10.1128/AEM.67.9.3802-3809.2001

10.1099/00207713-43-4-735

10.1099/00221287-143-4-1451

10.1016/S0038-0717(01)00078-5

10.1111/j.1574-6941.1995.tb00262.x

10.1038/35012061

10.1128/aem.63.8.3051-3058.1997

10.1007/BF00180649

10.1029/95JD00542

10.1021/es9900961

10.1007/s003740000313

10.1007/s00203-001-0362-6

10.1099/ijs.0.02805-0

10.1128/AEM.61.8.3129-3135.1995

10.1128/AEM.66.9.4136-4138.2000

10.1016/0038-0717(93)90130-4

10.1007/BF02186048

10.1128/AEM.65.3.1009-1014.1999

10.1029/1999GB001255

10.1016/S0956-053X(03)00105-3

Gulledge J., 1998, Low‐concentration kinetics of atmospheric CH4 oxidation in soil and mechanism of NH4 + inhibition, Appl Environ Microbiol, 64, 4291, 10.1128/AEM.64.11.4291-4298.1998

10.1128/MMBR.60.2.439-471.1996

10.1046/j.1462-2920.2000.00149.x

10.1128/AEM.65.8.3312-3318.1999

10.1111/j.1574-6941.2002.tb00986.x

Houghton J.T., 2001, IPPC Climate Change 2001: The Scientific Basis – Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

10.1016/S0038-0717(00)00248-0

Jäger H.‐J., 2003, The University of Giessen free‐air carbon dioxide enrichment study: description of the experimental site and of a new enrichment system, J Appl Bot, 77, 117

Jensen S., 2000, Detection of methane oxidizing bacteria in forest soil by monooxygenase PCR amplification, Microb Ecol, 39, 282

10.1111/j.1574-6968.1983.tb00142.x

10.1016/S0723-2020(99)80010-1

10.1016/S0269-7491(01)00103-8

10.1128/AEM.61.2.592-601.1995

10.1007/978-1-4684-7609-5_9

Knief C. andDunfield P.F.(2005)Response and adaptation of different methanotrophic bacteria to low methane concentrations.Environ Microbiol7:1307–1317.

10.1128/AEM.69.11.6703-6714.2003

Knief C. Vanitchung S. Harvey N.W. Conrad R. Dunfield P.F. andChidthaisong A.(2005)Diversity of methanotrophic bacteria in tropical upland soils under different land use.Appl Environ Microbiol71:3826–3831.

10.1128/AEM.69.5.2423-2429.2003

Kolb S. Knief C. Dunfield P.F. andConrad R.(2005)Abundance and activity of uncultured methanotrophic bacteria involved in the consumption of atmospheric methane in two forest soils.Environ Microbiol7:1150–1161.

Lontoh S., 1998, Methane and trichloroethylene degradation by Methylosinus trichosporium OB3b expressing particulate methane monooxygenase, Appl Environ Microbiol, 64, 1106, 10.1128/AEM.64.3.1106-1114.1998

10.1890/06-0219

10.1046/j.1462-2920.2002.00278.x

10.1007/BF00264347

10.1099/00221287-100-2-407

10.1111/j.1574-6968.2002.tb11150.x

10.1016/S0038-0717(01)00077-3

10.1128/aem.63.3.874-880.1997

10.1016/0038-0717(90)90077-D

10.1016/0278-4343(90)90016-F

10.1016/S0038-0717(96)00139-3

10.1128/AEM.56.11.3405-3411.1990

Thông tin
Thông tin xuất bản

Wiley

Tập 8 Số 2

321-333

Thông tin tác giả