近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在陆地高温热泉古菌的多样性和生态功能研究方面取得新进展，相关研究以“Analysis of nearly 3,000 archaeal genomes from terrestrial geothermal springs sheds light on interconnected biogeochemical processes”为题，于2024年5月14日在微生物生态学权威杂志Nature communications（DOI: 10.1038/s41467-024-48498-5）期刊发表。

陆地高温热泉是典型的极端生境，其物理化学特征多变，孕育着丰富的古菌群落。然而，针对该生态系统中古菌的多样性、生态功能及地质影响的研究较少。研究团队自2016年至2021年，共采集了来自中国云南腾冲地区48个地热泉的152个底泥样品。利用宏基因组高通量测序技术，成功重构了2949个古菌基因组，涵盖了12个古菌门和392个新物种，将已知的古菌物种多样性增加了约11.5%。研究发现，古菌群落的结构和潜在功能受到温度和pH值的强烈影响，相较于细菌，酸性和碱性热泉更有利于古菌的丰度富集。结合宏基因组和宏转录组数据的基因组解析为这些古菌的潜在生态位和在碳、硫、氮和氢代谢中的作用提供了全面见解。古菌群落在生物地球化学循环中的相互作用，可能源于功能生态位的重叠或代谢传递。这项研究显著扩展了对陆地热泉中古菌多样性的认识，并为进一步研究地热生态系统中古菌介导的生物地球化学过程奠定了基础。

图.  腾冲高温热泉的古菌多样性

该工作由中国科学技术大学、中山大学、四川大学和美国内华达大学（拉斯维加斯分校）合作完成，并得到国家自然科学面上项目和国家自然科学青年基金项目的支持。

论文连接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48498-5