温暖化湿地帯での微生物活動と炭素排出に関する新研究(Meet the Microbes: What a Warming Wetland Reveals About Earth’s Carbon Future)

ad

2025-09-16 ジョージア工科大学

ジョージア工科大学を中心とする研究チームは、米ミネソタ州で10年以上続くSPRUCE実験を通じ、温暖化が泥炭地の炭素循環に与える影響を解析した。泥炭地は地球全土の土壌炭素の3〜5割を貯蔵する重要な炭素庫だが、加温で二酸化炭素とメタンが放出される。しかし観測では、酸素が乏しい環境にもかかわらず二酸化炭素の方が優勢に生成されるという謎があった。研究チームはメタゲノム・メタトランスクリプトーム・メタボローム解析を用い、微生物群集の遺伝子構成は大きく変わらない一方、代謝活性が高まり、有機物から硝酸塩・硫酸塩・金属を獲得して二酸化炭素を放出している可能性を示した。新たに発見された微生物の8割は属レベルで未知であり、温暖化下の炭素放出メカニズム解明に大きな一歩を示す成果となった。研究は Nature Communications に掲載。

<関連情報>

北方泥炭地の微生物群集は温暖化への耐性を示し、土壌有機物から電子受容体を獲得する Northern peatland microbial communities exhibit resistance to warming and acquire electron acceptors from soil organic matter

Katherine Duchesneau,Borja Aldeguer-Riquelme,Caitlin Petro,Ghiwa Makke,Madison Green,Malak Tfaily,Rachel Wilson,Spencer W. Roth,Eric R. Johnston,Laurel A. Kluber,Christopher W. Schadt,Jesse B. Trejo,Stephen J. Callister,Samuel O. Purvine,Jeffrey P. Chanton,Paul J. Hanson,Susannah Tringe,Emiley Eloe-Fadrosh,Tijana Glavina del Rio,Konstantinos T. Konstantinidis & Joel E. Kostka
Nature Communications  Published:25 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-61664-7

温暖化湿地帯での微生物活動と炭素排出に関する新研究(Meet the Microbes: What a Warming Wetland Reveals About Earth’s Carbon Future)

Abstract

The response of microbial communities that regulate belowground carbon turnover to climate change drivers in peatlands is poorly understood. Here, we leverage a whole ecosystem warming experiment to elucidate the key processes of terminal carbon decomposition and community responses to temperature rise. Our dataset of 697 metagenome-assembled genomes (MAGs) represents the microbial community from the surface (10 cm) to 2 m deep into the peat column, with only 3.7% of genomes overlapping with other well-studied peatlands. Community composition has yet to show a significant response to warming after 3 years, suggesting that metabolically diverse soil microbial communities are resistant to climate change. Surprisingly, abundant and active methanogens in the genus Candidatus Methanoflorens, Methanobacterium, and Methanoregula show the potential for both acetoclastic and hydrogenotrophic methanogenesis. Nonetheless, the predominant pathways for anaerobic carbon decomposition include sulfate/sulfite reduction, denitrification, and acetogenesis, rather than methanogenesis based on gene abundances. Multi-omics data suggest that organic matter cleavage provides terminal electron acceptors, which together with methanogen metabolic flexibility, may explain peat microbiome composition resistance to warming.

生物工学一般
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました