科研亮点｜崔鸿鹏：南海渗漏型和扩散型水合物GMGS2-16站位沉积物中微生物多样性研究【MG,2020】

2021-09-22     发布：    点击：56次

天然气水合物是高效清洁的新型战略能源，是未来全球能源发展的战略制高点。国务院于2017年正式批准将天然气水合物列为新矿种，成为我国第173个矿种。我国南海是世界海底天然气水合物发育的海域之一，是我国天然气水合物开采的主要区域。根据天然气水合物产出特性和成藏机制的差异，可将天然气水合物分为渗漏型和扩散型水合物两种类型。目前与天然气水合物相关的地质微生物学研究已经发展成为国内外的科学热点，然而对不同水合物类型中的微生物研究鲜有报道。

 针对上述科学问题，350VIP浦京集团青年教师崔鸿鹏在博士导师苏新教授、博士后合作导师董海良教授的指导下，以南海第二次水合物钻探GMGS2-16站位海底以下深度200余米沉积物中的上部渗漏型水合物、下部扩散型水合物系统为研究对象，通过对25个层位样品的古菌、细菌展开分子生物学研究，并进一步解析获得以下创新性认识：

 1、细菌群落结构在水合物层和非水合物层存在明显差异（P<0.05），细菌类群Bacilli， Clostridia，Bacteroidia，Alphaproteobacteria和Acidobacteria在水合物层相对含量较高。

 2、古菌多样性指数（Shannon和inverse Simpson）在上部渗漏型水合物高于下部扩散型水合物。

 3、在水合物层发现相对含量较高的古菌类群Hadesarchaea，尤其是在下部扩散型水合物中高达90%以上，表明其可能在南海水合物系统生物地球化学循环中发挥着重要角色。

图1 GMGS2水合物钻探区GMGS2-16站位位置图

图2 GMGS2-16站位细菌和古菌α多样性指数随深度变化图

图3 GMGS2-16站位不同深度样品细菌和古菌群落结构图(A)及随深度变化图(B)

图4 GMGS2-16站位水合物层(渗漏型和扩散型水合物)和非水合物层(SMTZ和其他)差异细菌类群(* 0.01 < P value <= 0.05; ** 0.001< P value <= 0.01; *** P value <= 0.001)

 该研究为深入了解不同水合物类型中微生物多样性及其潜在的功能提供了新的记录和认识，并首次揭示了我国南海东北部水合物钻探区渗漏型和扩散型水合物中细菌和古菌群落结构，这些认识不仅有助于探究微生物与甲烷渗漏、天然气水合物成藏等相关科学问题，同时也为了解南海深部生物圈微生物多样性和元素循环提供了更加丰富的数据支持和帮助。

 上述研究成果发表在海洋科学领域国际一流刊物《Marine Geology》上：Hongpeng Cui, Xin Su*, Jinqiang Liang*, Fang Chen, Melanie Holland, Shengxiong Yang, Guangxue Zhang, Pibo Su, Hailiang Dong. Microbial diversity in fracture and pore filling gas hydrate-bearing sediments at Site GMGS2-16 in the Pearl River Mouth Basin, the South China Sea [J]. Marine Geology, 2020, 427: 106264. 

来源：我校官网

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