Геномный потенциал активных почвенных микроорганизмов в условиях зимы

Северные торфяники содержат около трети почвенного углерода Земли, играя ключевую роль в его хранении. Однако зимние потери углерода из этих почв могут превышать его накопление за тёплый сезон, в основном из-за активности микробов. Вирусы, влияя на бактерии, могут замедлять этот процесс, но их активность в замёрзших бескислородных почвах оставалась неизученной.

В исследовании, опубликованном в Microbiome, учёные инкубировали арктические торфяные почвы в условиях зимы (бескислородная среда, температура ниже 0°C) с водой, обогащённой кислородом-18 (¹⁸O), и анализировали активность микроорганизмов.

Ключевые результаты:

• Используя метагеномику с мечением стабильным изотопом (SIP), выявлено 46 активных бактериальных популяций (9 типов) и 243 активных вирусных популяции, усваивавших ¹⁸O и участвовавших в выделении CO₂.
• Активные бактерии составляли лишь малую часть микробного сообщества и были способны к брожению и разложению органики.
• Активные вирусы представляли большую часть вирусного сообщества, и треть из них была связана с активными бактериями.

Это первое подтверждение активности вирусов в почве при температурах ниже нуля. Идентичность и функции активного сообщества бактерий и вирусов сильно отличались от неактивного, что было бы упущено при стандартном метагеномном анализе.

Понимание того, какие бактерии и вирусы активны зимой и как они влияют на углеродный цикл, критически важно для прогнозирования будущих выбросов углерода из быстро меняющихся из-за потепления северных торфяников.