红树林凋落物分解过程硫酸盐还原微生物驱动的重金属归趋

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901177
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0310.污染生态学与恢复生态学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Connecting the land and the sea, mangroves are key zones for immobilizing heavy metals. High productivity, elevated return rates, and extraordinary decomposition rates are some of the remarkable characteristics of the mangrove ecosystem. A large amount of litter production is an essential attribute of the mangrove system energy and matter flow. Microbial community succession occurs under the complex environmental gradients during the process of litter decomposition. However, little is known about the detailed succession process in the litter-sediment continuum, as well as the sulfur-reducing microorganism-drove heavy metal fate and its central control factor. This proposal proposes to characterize the spatiotemporal distribution patterns of the sulfur-reducing microorganism succession that occurs with the combing application of field experiment and dsrB sequencing-based community assembly, to reveal the role of sulfur-reducing microorganism on the migration behavior of heavy metals by the correlative analysis on sulfur-reducing microorganism community structure and heavy metal fates; to uncover the response characteristics of the migration of heavy metals driving by sulfur-reducing microorganism under various environmental conditions and ascertain the main driving factor through microcosm culture and stable isotopic probing. The forthcoming project will gain crucial information about the environmental fate of heavy metals at the litter-sediment continuum of the mangrove forests and provide a scientific basis for the control of heavy metal pollution for important ecological zones.
红树林湿地是衔接陆地-海洋重金属汇存的关键带。高生产力、高归还率、高分解率是红树林生态系统的显著特征,大量凋落物的生产是红树林系统的重要特点。微生物群落的结构和功能随着分解过程进行在各种复杂环境梯度下演替。目前对此过程中凋落物-沉积物连续体中微生物的演替过程仍未充分了解,同时也鲜有研究探讨此过程中硫酸盐还原微生物群落驱动的重金属归趋及其主控因子。本项目拟通过野外受控实验结合dsrB测序群落构建技术刻画凋落物分解过程硫酸盐还原微生物演替的时空模式,结合微生物群落结构的时空分布与重金属的归趋,揭示硫酸盐还原微生物群落对界面重金属迁移的影响;通过微宇宙培养结合稳定同位素探针技术,揭示硫酸盐还原微生物驱动的重金属迁移行为对多种环境条件的响应特征,解析凋落物分解过程重金属迁移的主控因子。本项目的开展可获取红树林凋落物-沉积物连续体重金属环境归趋的关键信息,为沿海区域重金属污染的合理控制提供科学依据。

结项摘要

红树林具有高生产力与高归还率,产生了大量的凋落物,这些凋落物在分解过程中微生物的演替过程及其驱动的异化硫酸盐还原如何影响重金属归趋仍未充分得到了解。本项目累计开展野外作业20余项50余人次,采集野外分解的凋落物样品95份,沉积物样品217份,完成285个扩增子的测序分析工作;搭建了室内潮汐模拟装置,开展了大量室内模拟实验,探讨了温度、淹水周期、水体硫酸盐浓度、As浓度等因子影响下硫酸盐的还原特征,对硫酸盐还原过程的生物标记物进行了初步筛选;收集室内模拟样品72份,完成了72个扩增子的测序分析工作。同时,与其他项目合作完成了台海两岸典型河口红树林湿地120份沉积物样品240个扩增子的测序分析工作;进行了红树林凋落物生产力的文献调研与数据编录,并初步扩展到其他潮间带植被类群,扩展了本成果的代表性;开发了基于18O的同位素探针技术的凋落物分解手段,发现了凋落物分解过程中DNA的同位素效应;初步量化了凋落物分解过程中硫酸盐还原微生物驱动重金属迁移的时空模式;基于dsrB功能基因扩增子测序刻画了影响硫酸盐还原微生物功能差异的主控环境因子及其对重金属迁移的影响;厘清了凋落物-沉积物界面上硫酸盐还原微生物群落结构的时空动态,结合铜在时空过程中的耦合变化,阐明了凋落物分解过程中痕量金属迁移的复杂动态。通过汇总这些进展,本项目有望为沿海区域重金属污染的合理控制提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Extraction and purification of glomalin-related soil protein (GRSP) to determine the associated trace metal(loid)s.
提取和纯化球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)以确定相关的微量金属(类)
  • DOI:
    10.1016/j.mex.2022.101670
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    MethodsX
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Li H;Yuan B;Yan C;Lin Q;Wu J;Wang Q;Liu J;Lu H;Zhu H;Hong H
  • 通讯作者:
    Hong H
Characterization and Expression Analysis of Four Cadmium-Tolerance-Associated Genes of Avicennia marina (Forsk.).
白骨壤4个耐镉相关基因的特征及表达分析
  • DOI:
    10.3390/biology12020216
  • 发表时间:
    2023-01-30
  • 期刊:
    Biology
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
  • 通讯作者:
Release of sediment metals bound by glomalin related soil protein in waterfowls inhabiting mangrove patches
栖息在红树林斑块的水禽中与球囊霉素相关的土壤蛋白结合的沉积物金属的释放
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2021.118577
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Hanyi Li;Bo Yuan;Chongling Yan;Qingxian Lin;Jiajia Wu;Qiang Wang;Jingchun Liu;Haoliang Lu;Heng Zhu;Hualong Hong
  • 通讯作者:
    Hualong Hong
Trace metal pollution risk assessment in urban mangrove patches: Potential linkage with the spectral characteristics of chromophoric dissolved organic matter
城市红树林斑块痕量金属污染风险评估:与发色溶解有机物光谱特征的潜在联系
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2020.115996
  • 发表时间:
    2021-03-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL POLLUTION
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Hong, Hualong;Wu, Shengjie;Yan, Chongling
  • 通讯作者:
    Yan, Chongling
Fluorescent dissolved organic matter facilitates the phytoavailability of copper in the coastal wetlands influenced by artificial topography
荧光溶解有机物促进受人工地形影响的沿海湿地中铜的植物有效性
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2021.147855
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Science of The Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Hualong Hong;Shengjie Wu;Qiang Wang;Minyue Dai;Lu Qian;Heng Zhu;Junwei Li;Jie Zhang;Jingchun Liu;Jian Li;Haoliang Lu;Chongling Yan
  • 通讯作者:
    Chongling Yan

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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