近日,我校环境科学与工程学院硕士研究生在环境类顶级学术期刊《Water Research》上发表了题为“Insights into the carbon and nitrogen metabolism pathways in mixed-autotrophy/heterotrophy anammox consortia in response to temperature reduction”的研究论文。我校为该文章的第一单位,环境学院周力硕士为第一作者,吴鹏博士为通讯作者。
多耦合厌氧氨氧化系统拥有坚实的研究基础,但其在温度降低(特别是降至13-15°C范围内)时的协同代谢响应特性一直是个谜。本研究深入探讨了温度降低条件下混合自养/异养厌氧氨氧化菌群复杂的碳氮代谢途径。宏基因组分析揭示了一个引人注目的现象:负责完全反硝化的功能基因受到刺激,表明在温度降低期间该过程得到增强。这种适应性可能是系统在面对环境挑战时维持性能的关键因素。进一步的代谢功能重组分析表明,微生物群落组成发生了显著变化,与自养宏基因组(MAGs)相比,反硝化MAGs的丰度大幅增加(高达200倍)。这种增殖凸显了温度降低对反硝化物种的强大刺激作用。值得注意的是,自养MAGs在支持反硝化MAGs的糖酵解过程中发挥着关键作用,这进一步证明了菌群内部复杂的相互依赖关系。此外,核心MAGs中氨基酸组成的代谢差异成为了一种重要的适应机制。这些差异有助于保持酶活性,并增强了菌群对低温的适应性。这些发现为全面理解温度降低条件下混合自养/异养厌氧氨氧化菌群的微生物协同代谢提供了依据,揭示了它们在动态环境中的代谢灵活性和适应性。