兰州大学研究团队青藏高原与蒙古高原的空气细菌群落：变化及其潜在来源

2020-09-20 0 新闻公告来源：兰州大学新闻网

大气细菌的迁移是影响自然环境细菌多样性和人类健康的重要因素。远距离运输和当地风会影响空气中的细菌组成，但偏远、干旱和寒冷的环境，如青藏高原和蒙古高原地区空气中传播细菌的相关研究还很缺乏，特别是它们的远距离传输过程和机制也还不清楚。

兰州大学泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心2020级联合培养博士研究生、生命科学学院生态学专业博士生齐静（师从刘勇勤研究员、黄忠伟教授）通过采集喜马拉雅山南坡、青藏高原南部和蒙古高原的大气微生物样品（图1），分析了空气细菌的多样性及其与环境因子的关系。结果表明，青藏高原与蒙古高原空气细菌群落以变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）为主（图2）；细菌组成受到海拔、风速和辐射强度的影响，起源于区域环境或由西风模式携带。青藏高原南部空气细菌群落中具有更高的抗紫外线(UV)和低营养条件下形成孢子能力的放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度较高；青藏高原南部频繁发生的降水事件(雨、雹、雪)冲掉了大气中的悬浮颗粒，导致空气细菌群落的多样性在三个地区中最低（图3）。此外，气团(伴随着微生物细胞)的运动对顺风区(如蒙古高原)空气中细菌群落的变化具有潜在的影响。由于地理临近，气团相互混合，喜马拉雅山南坡与青藏高原南部空气细菌的差异性小于喜马拉雅山南坡与蒙古高原之间的差异；尽管喜马拉雅山被认为是大气中粒子输送的“屏障”，但一些气溶胶粒子仍可以越过山脊和沿山谷输送的方式越过这个“屏障”；此外，青藏高原的地理特征导致了西风在北半球的长程纬向输送，可能存在空气细菌的远距离输送（图4）。该研究为极端环境下空气中的细菌群落组成及其在大范围内的空间变化提供了新的信息。然而，通过空气传播的细菌跨越喜马拉雅山脉到蒙古和其他地区的远距离传输过程仍不清楚。未来的工作将需要在更广泛的样本集中将空气中细菌群落的分子调查与大气化学传输模型结合起来，以便更有把握地确定细菌来源并绘制它们在长时间内的大气轨迹。

近日，该研究成果以“Airborne bacterial communities over the Tibetan and Mongolian Plateaus: variations and their possible sources”为题在Atmospheric Research上发表。兰州大学为论文第一完成单位，兰州大学泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心2020级联合培养博士研究生、生命科学学院生态学专业博士生齐静为第一作者，大气科学学院黄忠伟教授为论文通讯作者。该研究是生态学与大气科学交叉研究的结果，由兰州大学生命科学学院、半干旱气候变化教育部重点实验室和中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室、冰冻圈国家重点实验室合作完成，得到了中国科学院第二次青藏高原科学考察与研究计划(STEP)(批准号:2019QZKK0201、2019QZKK0503)、战略重点研究计划(A)(批准号:2019QZKK0503)和国家自然科学基金(批准号:41425004、41771086、41875029)等项目的资助。

原文链接：https://authors.elsevier.com/a/1bgP6cd3S8ppM