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领导的一个研究小组由美国能源部橡树岭国家实验室发现了某些土壤微生物如何应对phosphorus-poor环境中的生存在热带生态系统。他们的新方法可以应用于其他生态系统研究各种养分限制和通知农业和陆地生物圈建模。
磷是全球生物过程的一个关键营养,如收集太阳的能量在光合作用和植物碎片退化和土壤有机质。大多数热带生态系统承受长期的风化作用,磷从土壤渗滤液。
ORNL-led团队着手发现土壤微生物群落对磷的缺乏和其他营养不足在分子水平上。他们在史密森热带研究所收集土壤样本在巴拿马共和国,一块实验田,部分归功于富磷区和未孕控制网站。
测试的最佳“这是完美的地方觅食理论,这是一个模型,可以帮助预测有机体的行为当搜索资源,“Chongle潘说,ORNL高级职员科学家和关节田纳西大学的副教授。“我们知道这个理论是如何演绎的,当应用于微生物群落争夺营养。”
的团队分析了行为许多基因和蛋白质,磷,未经处理的土壤,他们发现基因负责制造phosphorus-acquiring酶的数量增加。他们还发现了超过100个基因,将磷从肌醇六磷酸酯工作,这是一种复杂的有机化合物在植物组织中找到。
“找到很多基因分裂和运输如此复杂分子告诉我们,渴望在未经处理的土壤磷,微生物”梅勒妮说梅ORNL高级职员科学家研究多尺度环境的过程。
相反,她指出,磷充足时,更多的基因需要获得复杂的碳化合物。“微生物群落重视最需要的营养物质的分解,努力关注最限制元素平衡整体营养需求,”她说。
每个团队在土样通过一系列严格的和全面的分析。美国能源部联合基因组研究所的土壤进行了深度测序的基因组,或遗传物质直接从土壤中恢复过来。ORNL然后使用质谱和宏蛋白质组学在每个样本超过7000种蛋白质。
ORNL泰坦的超级计算机的快速分析大量的宏基因组和宏蛋白质组学数据,比较微生物活动磷丰富和——可怜的土壤。环境分子科学实验室科学家进一步表征土壤的有机质在太平洋西北国家实验室。
这些独特的工具一起工作使最深的proteogenomics研究之一土壤微生物群落,根据潘。
ORNL-led团队计划继续他们的研究的生态学和演化的特点土壤微生物群落在贫瘠的环境中,应用程序在农业和全球陆地生物圈的建模。此外,梅和她的团队将宏基因组信息纳入营养循环模型下能源部职业生涯早期研究项目奖。
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