新发现的细菌抗击气候变化和土壤污染物

2020-02-21   产业前沿

康奈尔大学的研究人员发现了一种新的土壤细菌,他们是为了纪念最早发现该细菌的康奈尔大学教授而命名的,特别擅长分解有机物,包括在煤,天然气,石油中释放出的致癌化学物质和垃圾被烧毁。

综合研究学院土壤与作物科学系微生物生态学教授丹·巴克利(Dan Buckley)表示:“自生命开始以来,微生物已经存在了将近40亿年。它们创造了我们赖以生存的系统,并得以维持。”植物科学。 “我们可能看不到他们,但他们正在主持节目。”

Buckley和其他五位康奈尔大学的研究人员以及来自Lycoming大学的同事在2月6日于国际系统与进化微生物学杂志。

命名为madseniana的新细菌是为了纪念已开始研究的微生物学教授Gene Madsen。他于2017年去世,之后他才确认这一发现。

包括人类在内的所有动植物都拥有许多友好的细菌,它们可以帮助我们消化食物并抵抗感染。生活在土壤中的细菌不仅有助于植物生长,应对压力和抵御害虫,而且对于理解气候变化也至关重要。

新发现的细菌属于巴拉伯克氏菌属,以其降解芳香族化合物的能力以及在某些物种中形成固定大气氮的根瘤的能力而闻名。物种名称madseniana,反映了Madsen在环境微生物学领域的研究成果。

Madsen的研究专注于生物降解-微生物在污染土壤中分解污染物的作用-特别关注称为多环芳烃(PAHs)的有机污染物。他的工作取得了突破性的进展,它提供了自然工具来处理在那些难以挖掘和清除污染土壤的地区中的危险废物。

“吉恩是一个谦虚的人,也是一位伟大的科学家。我很高兴看到他的遗产以这种方式延续下去,”微生物学系教授兼主席埃丝特·安格特(Esther Angert)说。 “很容易以这种杰出的环境微生物学家的名字来命名具有这些特性的细菌。我认为吉恩一定在微笑。”

这项工作始于土耳其山的康奈尔实验森林,康奈尔植物园是该地区的自然保护区。 Madsen从森林土壤中分离出了新细菌; Buckley的团队完成了该项目。

第一步是对细菌的核糖体RNA基因进行测序,这为疯牛病是独特物种提供了遗传证据。在研究这种新细菌时,研究人员注意到,疯树特别擅长分解芳香烃,后者构成木质素,木质素是植物生物量和土壤有机质的主要成分。在有毒的PAH污染中也发现了芳香烃。

这意味着新发现的细菌可能是生物降解研究的候选者,并且是土壤碳循环的重要参与者。

巴克利的实验室专注于细菌在碳循环中的作用-碳在地球和大气中的自然循环,科学家说,人类过量的碳排放已使细菌摆脱了束缚。

巴克利说:“我们对土壤细菌如何运作知之甚少。” “每年仅由于分解植物材料的自然工作,土壤中的碳排放量就比全世界汽车,发电厂和供暖装置的所有人类排放量高出七倍。因为碳的含量如此之高纵观土壤,我们对土壤的管理方式的微小变化可能会对气候变化产生重大影响。”

以疯牛病为例,巴克利的实验室想更多地了解细菌与林木之间的共生关系。初步研究表明,树木将碳喂给细菌,然后细菌降解土壤中的有机物,从而为树木释放出氮和磷等营养物质。

了解细菌如何分解土壤中的碳可能成为土壤可持续性和预测全球气候未来能力的关键。

巴克利实验室的博士后研究员罗兰·威廉(Roland Wilhelm)是该论文的第一作者。其他合著者包括Sean Murphy,博士。实验室的学生;本科生研究助理Nicole Feriancek '22和David Karasz '20;研究支持专家Christopher DeRito;莱科明学院的生物学教授杰弗里·纽曼(Jeffrey Newman)。