含钾岩石微生物转化的分子机制及其碳汇效应     

连宾  肖波  肖雷雷  王伟英  孙启彪 《地学前缘》2020,27(5):238-246

岩石矿物的微生物风化是地球表层系统最为活跃和普遍发生的地质营力之一。微生物对含钾岩石(以硅酸盐矿物为主)的风化能够释放其中的钾、硅和钙等元素,并在合适的环境条件下促进矿物元素的碳酸化沉淀,这是地表元素地球化学循环的重要环节之一。微生物对岩石的生物转化作用既涉及微生物的生长繁殖和代谢调控,也与元素的迁移转化和次生矿物的演化序列有关,具有重要研究价值。采用矿物学、微生物学和分子生物学等相结合的研究方法,有助于系统地研究微生物促进含钾硅酸盐矿物的风化并耦联碳酸化过程及其分子调控机制。研究证实,在纯培养条件下,微生物风化含钾矿物主要采用酸解、螯合、氧化还原等多种方式的协同作用,并可通过调控相关功能基因的表达来响应缺钾的环境以实现其对含钾矿物的有效风化,显然这有赖于微生物通过长期进化而形成的精细的分子调控机制。在土壤生态环境中,微生物对矿物风化的显著特征是该生态环境中微生物群落协同互作的群体作用效应。微生物碳酸酐酶参与的硅酸盐矿物风化伴随碳酸盐矿物的形成过程可能是个长期被忽视的地表碳增汇过程,对该问题的深入探索有助于进一步理解地质演化历史中微生物对碳素迁移转化的驱动机制。加入含钾硅酸盐矿粉的有机肥已经显示出其在土壤改良、作物生长和增加土壤碳汇等方面的正面应用效果,这为利用硅酸盐矿物的生物风化作用来延缓大气CO₂浓度的持续升高提供了新的思路。介绍了有关微生物对含钾岩石生物转化释放钾素的分子机理及其碳汇效应方面的研究进展,以期抛砖引玉,推动该领域研究的快速发展。  相似文献   

流程做“减法” 服务做“加法” 鹤壁市不动产登记便民服务再升级     

王伟英 《资源导刊(河南)》2019,(4)

<正>"现在,办理不动产抵押登记真是方便,在一个地方跑一次就办齐了,真得为不动产登记中心的这一便民举措点赞!"近日,在鹤壁市农商银行办理完不动产抵押登记的郭先生高兴地说道。事情还得从头说起,郭先生因扩大经营急需一批资金,就考虑用自家住房抵押申请贷款。为了节省时间,他专门咨询了办理过类似业务的亲戚朋友,详  相似文献   

黑曲霉风化含钾矿石过程中碳酸酐酶和半胱氨酸合成酶基因表达量的差异     

孙蕾蕾  肖雷雷  肖波  王伟英  潘辰  王世杰  连宾 《中国科学:地球科学》2013,(11):1828-1846

研究黑曲霉（Aspergillus niger）在含有可溶性钾（KCl）或只含有非可溶性钾（含钾硅酸盐矿粉）两种条件下风化含钾硅酸盐矿粉时碳酸酐酶（CA）和半胱氨酸合成酶（CysM）的基因表达差异．采用修改的Czapek培养基（用Na2HPO4替代K2HPO4）培养黑曲霉,设置A组（添加含钾矿粉不加KCl）和B组（加KCl不加含钾矿粉）两种处理方式．分别从A组和B组两种处理培养的黑曲霉菌丝体中提取mRNA,反转录后通过实时荧光定量PCR（RT—qPCR）对CA和CysM基因的转录表达进行相对定量．构建目的基因（CA和CysM）与内参基因（甘油醛-3-磷酸脱氢酶,GAPDH）的相对标准曲线,验证目的基因和内参基因扩增效率一致,从而能对目的基因表达进行相对定量．结果表明,A组条件下该菌的CA和CysM基因表达分别比B组条件下相应的基因表达上调了1．7倍和11．7倍（即A组是B组基因表达的2．7倍和12．7倍）,对与这两种酶合成相关的黑曲霉风化含钾矿物可能的代谢途径与功能进行了分析．研究结果为进一步探讨黑曲霉在风化含钾矿物过程中的代谢调控作用提供了基础资料．  相似文献   

地学研究中的分子生物学方法     

肖雷雷  王伟英  连宾 《矿物岩石地球化学通报》2015,(2):285-293

采用传统地学研究手段越来越难以解决一些表生地球化学问题,特别是对影响到人类生存和发展的气候变化、生态危机等全球性科学问题。随着分子生物学技术的迅猛发展,越来越多的地学工作者开始引入有关分子生物学的研究方法和技术手段,并获得许多新的研究成果。本文对地球科学研究中可能应用的一些分子生物学方法,包括聚合酶链式反应、克隆、蛋白质异源表达和聚丙烯酰胺凝胶电泳等进行了概述。  相似文献