Die Oostelike Tropiese Noord-Stille Oseaan (ETNP) is 'n groot, aanhoudende en intensifiserende suurstofminimumsone (OMZ) wat byna die helfte van die totale oppervlakte van globale OMZ'e uitmaak. Binne die OMZ-kern (∼350–700 m diepte) is opgeloste suurstof tipies naby of onder die analitiese deteksielimiet van moderne sensors (∼10 nM). Steil suurstofgradiënte bo en onder die OMZ-kern lei tot vertikale strukturering van mikrobiese gemeenskappe wat ook wissel tussen deeltjie-geassosieerde (PA) en vrylewende (FL) groottefraksies. Hier gebruik ons 16S amplikon-volgordebepaling (iTags) om die diversiteit en verspreiding van prokariotiese populasies tussen FL- en PA-groottefraksies en tussen die reeks omgewings-redokstoestande te analiseer. Die hidrografiese toestande by ons studiegebied was anders as dié wat voorheen in die ETNP en ander OMZ'e, soos die ETSP, gerapporteer is. Spoorsuurstofkonsentrasies (∼0.35 μM) was teenwoordig dwarsdeur die OMZ-kern by ons monsternemingslokasie. Gevolglik was nitriet-akkumulasies wat tipies vir OMZ-kerne gerapporteer is, afwesig, asook volgordes vir anammox-bakterieë (Brocadiales-genusKandidaatScalindua), wat algemeen oor oksies-anoksies grense in ander stelsels voorkom. Ammoniak-oksiderende bakterieë (AOB) en argea (AOA) verspreidings en maksimale outotrofiese koolstofassimilasietempo's (1.4 μM C d–1) het saamgeval met 'n duidelike ammoniumkonsentrasie maksimum naby die bokant van die OMZ-kern. Daarbenewens het lede van die genusNitrospina, was 'n dominante nitriet-oksiderende bakteriese (NOB) klade teenwoordig, wat daarop dui dat beide ammoniak- en nitrietoksidasie by spoorsuurstofkonsentrasies plaasvind. Analise van ooreenkomstoets (ANOSIM) en Nie-metriese Dimensionele Skalering (nMDS) het aan die lig gebring dat bakteriese en argeale filogenetiese voorstellings beduidend verskil het tussen groottefraksies. Gebaseer op ANOSIM- en iTag-profiele, was die samestelling van PA-samestellings minder beïnvloed deur die heersende diepte-afhanklike biogeochemiese regime as die FL-fraksie. Gebaseer op die teenwoordigheid van AOA, NOB en spoorsuurstof in die OMZ-kern, stel ons voor dat nitrifikasie 'n aktiewe proses in die stikstofsiklus van hierdie streek van die ETNP OMZ is.
Inleiding
In reaksie op voortdurende klimaatsverandering en gelokaliseerde menslike aktiwiteite, het die konsentrasies van opgeloste suurstof in die oop oseaan en in kus-mariene stelsels afgeneem (Breitburg et al., 2018Die geraamde suurstofverlies uit die oop oseaan gedurende die afgelope 60 jaar oorskry 2% (Schmidtko et al., 2017), wat kommer skep oor die gevolge van die uitbreiding van die suurstof-uitgeputte sone (Paulmier en Ruiz-Pino, 2009). Oop oseaan-OMZ'e vorm wanneer hoë oppervlak primêre produksie biologiese suurstofvraag in ondergrondse waters aanvuur wat die tempo van fisiese ventilasie op diepte oorskry. Suurstofkonsentrasies in OMZ-waterkolomme kan steil gradiënte (oksiklien) bo en onder die suurstofarm kern hê, wat hipoksiese (tipies tussen 2 en ~90 μM), suboksiese (<2 μM) en anoksiese (onder die deteksielimiet (~10 nM) lae van verskillende afmetings skep (Bertagnolli en Stewart, 2018Suurstofgradiënte lei tot vertikale strukturering van metazoa- en mikrobiese gemeenskappe en biogeochemiese prosesse langs hierdie uitgebreide oksikliene (Belmar et al., 2011).
Van die hoogste koerse van stikstofverlies is aangeteken in OMZ'e van die Oostelike Tropiese Noord-Stille Oseaan (ETNP) en Suid-Stille Oseaan (ETSP) (Callbeck et al., 2017;Penn et al., 2019), die permanent gestratifiseerde Cariaco-bekken (Montes et al., 2013), die Arabiese See (Ward et al., 2009), en die OMZ van die Benguela-opwellingstelsel (Kuypers et al., 2005In hierdie stelsels lei die mikrobiese prosesse van kanoniese denitrifikasie (heterotrofiese reduksie van nitraat tot stikstoftussenprodukte en dikwels tot dinitrogeengas) en anammox (anaërobiese ammoniumoksidasie) tot stikstofverliese wat primêre produksie moontlik kan beperk (Ward et al., 2007Boonop word beraam dat oseaniese stikstofoksiedvrystellings (’n kragtige kweekhuisgas) van mikrobiese denitrifikasie wat in OMZ'e plaasvind, verantwoordelik is vir ten minste een derde van die wêreldwye natuurlike stikstofoksiedvrystellings (Naqvi et al., 2010).
Die ETNP OMZ is 'n groot, aanhoudende en intensifierende suurstofminimumsone wat byna die helfte van die totale oppervlakte van globale OMZ'e uitmaak, en is geleë tussen 0–25°N breedtegraad en 75 en 180°W lengtegraad (Paulmier en Ruiz-Pino, 2009;Schmidtko et al., 2017As gevolg van hul ekologiese belangrikheid, is die biogeochemie en mikrobiese diversiteit van verskillende ETNP OMZ-streke intensief bestudeer (bv.Beman en Carolan, 2013;Duret et al., 2015;Ganesh et al., 2015;Chronopoulou et al., 2017;Pak et al., 2015;Peng et al., 2015Vorige studies berig dat opgeloste suurstof in hierdie OMZ-kern (∼250–750 m diepte) tipies naby of onder analitiese deteksielimiete (∼10 nM) is (Tiano et al., 2014;Garcia-Robledo et al., 2017Langs die noordelike rand van die ETNP se OMZ (studieterreinligging ~22°N) kan suurstofkonsentrasies op 500 m egter jaarlikse gemiddeldes tussen 10 en 20 μM bereik (Paulmier en Ruiz-Pino, 2009; Data van die Wêreld Oseaan Atlas 2013)1Tydens die veldtog wat hierin gerapporteer word, het ons suurstof in die OMZ-kern gemeet teen voldoende konsentrasies (0.35 μM) om aërobiese mikrobiese prosesse, soos ammonium- en nitrietoksidasie, te ondersteun en belangrike anaërobiese mikrobiese prosesse gedeeltelik te inhibeer. Aërobiese mikrobiese prosesse is voorheen in oënskynlik suboksies of anoksies lae van die ETNP OMZ opgespoor (Peng et al., 2015;Garcia-Robledo et al., 2017;Penn et al., 2019Faktore wat die verspreiding en aktiwiteite van spesifieke funksionele groepe mikroörganismes in OMZ'e beheer, word egter nog nie ten volle verstaan nie.
Die teenwoordigheid van nitrifiseerders waar suurstof onopspoorbaar is in 'n OMZ kan verklaar word deur onlangse verskuiwings in die vertikale posisie van die oksiklien as gevolg van episodiese vertikale suurstofventilasie, wat kan lei tot efemere spoorsuurstofvlakke binne OMZ-kerne (Muller-Karger et al., 2001;Ulloa et al., 2012;Garcia-Robledo et al., 2017Sulke oorgangstoestande kan deur aërobiese of mikroaerofiliese populasies, insluitend nitrifiseerders, uitgebuit word. Boonop kan sinkende deeltjies van die epipelagiese (geaggregeerde selle, fekale pellets en komplekse organiese materiale) spoorvlakke van suurstof bevat (Ganesh et al., 2014). Dus kan suurstof en aërobiese mikrobes na andersins anoksiese waters vervoer word, wat tydelik toelaat dat aërobiese metabolismes in samewerking met deeltjies plaasvind. Deeltjies is bekend as brandpunte van mikrobiese biogeochemiese siklusse (Simon et al., 2002;Ganesh et al., 2014) en kan kontrasterende anaërobiese of aërobiese mikrobiese prosesse ondersteun wat nie in die vrylewende toestand waargeneem word nie (Alldredge en Cohen, 1987;Wright et al., 2012;Suter et al., 2018).
In die huidige studie ondersoek ons prokariotiese gemeenskappe wat die noordelike rand van die ETNP se OMZ beset en omgewingsfaktore wat waarskynlik hul vertikale verspreidings beïnvloed deur gebruik te maak van 16S amplikon-volgordebepaling (iTags) gekoppel aan meerveranderlike statistieke. Ons het twee groottefraksies ondersoek; die vrylewende (0.2–2.7 μm) fraksie, en die deeltjie-geassosieerde fraksie (>2.7 μm, wat deeltjies sowel as protistan-selle vasvang) op verskeie dieptes langs die oksiklien wat ooreenstem met verskillende redoks-toestande.
Ons kan opgeloste suurstofsensors met verskillende parameters verskaf, sodat die molekulêre konsentrasie intyds gemonitor kan word. Welkom om te konsulteer.
https://www.alibaba.com/product-detail/Wifi-4G-Gprs-RS485-4-20mA_1600559098578.html?spm=a2747.product_manager.0.0.169671d29scvEu
https://www.alibaba.com/product-detail/Maintenance-Free-Fluorescence-Optical-Water-Dissolved_1600257132247.html?spm=a2747.product_manager.0.0.169671d29scvEu
Plasingstyd: 05 Julie 2024