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但要了解他们的生态,不要看实验室文化,看看土壤。这正是劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)和北亚利桑那大学(NAU)科学家所做的。
微生物基因和性能之间的关系通常在实验室中在纯培养物中进行评估,在性质上几乎没有验证。该团队表明,与最大生长潜力的实验室测量相关的基因组特征未能预测真实土壤中细菌的生长速率。
“在现场测量微生物生长是非常困难的,”LLNL的Jennifer Pett-Ridge表示,他是ISME杂志上发表的一篇论文的合着者。“但我们使用的是我们的合作者在NAU的Bruce Hungate实验室开发的一种新方法,称为定量稳定同位素探测。它完全不同。”
了解微生物的基因组可以打开他们秘密生活的窗口:他们可以吃什么,他们可以呼吸什么以及他们能够多快地生长。
增长率反映了生物体的进化过去,生态位和对环境的潜在影响。许多微生物生态学家的假设是,生长速率应该来自基因组中编码的特征。但基因组中的答案是什么?
也许具有高蛋白质生产能力的基因组会迅速增长。对于细菌,这些基因之一被称为16S核糖体RNA基因。他们拥有的副本越多,他们应该能够更快地制造蛋白质和成长。实验室试验的数据显示了这一点。
但是在生活在真实土壤中的野生细菌群落中,具有许多拷贝的细菌生长的速度并不比只有一个细菌的细菌快。换句话说,16S基因的拷贝数可能是在实验室中扩展但在世界上失败的特征。
但随着养分的增加,出现了预期的关系:单独添加糖或添加氮会刺激土壤细菌的生长,特别是那些含有16S拷贝的土壤细菌。向土壤中添加糖会使其表现得更像实验室文化。
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