祝贺！天昊客户利用16S扩增子研究古代冻土有机碳对浮游动物的影响，文章登陆《Environmental Pollution》

原创上海天昊生物

近日，由中国科学院南京地理与中国科学院大学中丹学院科研人员合作，在环境科学知名期刊《Environmental Pollution》（IF =8.071）上发表文章，通过利用大型溞的实验，对古代永久冻土来源有机碳如何影响湖泊浮游动物的生长进行了深入探讨。

本研究中，天昊生物提供了微生物16S扩增子测序分析服务。在恭喜客户的同时，也让我们来简单看下这篇文章。

英文题目：Does ancient permafrost-derived organic carbon affect lake zooplankton growth? An experimental study on Daphnia magna

中文题目：古代永久冻土来源的有机碳影响湖泊浮游动物的生长吗？大型溞的实验研究

期刊名：Environmental Pollution

发表时间：2022年2月5日

影响因子：8.071

冰冻圈的快速气候变化是碳循环的一个非常重要的驱动因素。持续的冰川融化和冻土融化导致大量有机碳(OC)释放到河流和湖泊中。越来越多研究表明，从冰川和永久冻土中释放的古代(放射性碳耗尽的)有机碳(OC)可以被消费者吸收。然而，关于古代陆地有机碳的食物质量及其如何影响湖泊中消费者增长的研究很少。

浮游动物在水生食物网中的碳流动中起着重要的作用。浮游动物主要通过微生物循环利用陆地有机碳。细菌作为生态系统中有机碳降解和循环的参与者，可以作为陆地有机碳和浮游动物之间的营养链。一些研究表明，以细菌和浮游植物混合物为食的水蚤表现出与单一浮游植物培养物相似的生长和繁殖。这可能部分是因为浮游动物可以从细菌中获得磷。迄今为止，虽然我们知道古冻土DOC可以被细菌利用，关于细菌在转化冻土DOC中的作用以及细菌转化古OC对浮游动物生长的影响的信息很少，这值得更多的研究。

本研究收集了黑海湖岸的表层土壤，直接测试古冻土来源的DOC和藻类对浮游动物生长的影响，并分析了细菌属的丰度和古DOC组分之间的联系。本实验的细菌接种物是使用过滤器过滤的来自黑海的水。在喂养浮游动物之前，用细菌接种提取的DOC溶液，使用9∶1(v∶v，DOC溶液与细菌接种物)的比例的细菌接种物，分别在室温和黑暗中培养6、12和27天。实验在一个50L的玻璃容器中进行，该容器用密封膜覆盖并用铝箔包裹。在第6、12和27天收集含有细菌和DOC的200 mL水，并保持冷冻(-20°C)，直到进行后续分析。在同一天收集三次样品作为重复。未被细菌转化的DOC溶液用作对照(第0天)，比较细菌转化前后溶解有机物(DOM)中脂肪酸和荧光成分的含量，并测量DOC的浓度，分析溶解的有机物和普通小球藻中总氮(N)和磷(P)的元素含量。

16S rRNA基因测序是在细菌转化DOC实验中，在第1天、第2天、第4天、第6天、第12天、第20天和第27天从玻璃容器中取水样，然后通过0.22微米等过滤器过滤，提取微生物DNA。使用细菌16S rRNA基因的v3–v4高变区进行扩增子测序，并由上海天昊生物进行测序及生信分析。

此外，还在光照培养箱中，进行了大型溞培养，以小球藻定期喂食，使用存活率和新生个体来估计大型溞种群的内在增长率。为了获得更多用于放射性碳同位素测量的生物量，该检测进行了六个重复的批量实验。在与上述相同的条件下，用相同的食物培养物在1升烧杯中培养20只幼体大型溞。

图1、经过27天的培养后，永久冻土DOC培养的属水平的细菌群落结构。

图2、Spearman在四个处理中细菌属的相对丰度与荧光成分Comp 1、Comp 2和Comp 3(C1-C3)的百分比含量之间的相关性，以及细菌转化土壤DOC实验中细菌属的系统聚类分析。

本研究结果表明，细菌可以降解冻土DOC，并将陆地腐殖质类组分转化为酪氨酸类组分。细菌转化后，土壤DOC的食用品质得到了提高，特别是增加了多不饱和脂肪酸的含量，降低了DOC溶液和细菌的C:P比。γ-变形菌和β-变形菌与荧光成分含量呈强负相关。小球藻和细菌转化的DOC促进了水蚤的生长。本研究结果直接证明了古陆地有机碳是湖泊次级生产的重要补充，这对高海拔和高纬度湖泊食物网的碳循环具有重要意义。这项研究加深了我们对湖泊食物网中饮食、细菌、消费者和碳循环之间联系的理解。