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康乃爾大學科學家發現能對抗氣候變遷的新菌種

2020/04/06 @國際

摘要

美國康乃爾大學研究團隊自酸性森林土壤發現可分解天然氣、煤、石油所產生致癌化學物質之新土壤菌種,該菌可分解芳香烴並轉化為植物生物質與木質素,不僅能作為生物降解研究,也在土壤碳循環中扮演重要角色。

康乃爾大學科學家發現能對抗氣候變遷的新菌種

  來自康乃爾大學綜合植物科學院土壤與作物學系(Soil and Crop Sciences Section - Cornell University)的微生物生態學家Dan Buckley與研究團隊,從酸性森林土壤中發現擅長分解有機物質能力的新土壤菌種Paraburkholderia madseniana sp. nov.,其能力包含可分解來自媒、天然氣、石油及焚燒垃圾所產生的致癌化學物質。

  此項新發現的菌種是屬於Paraburkholderia屬,本身以分解芳香族化合物(aromatic compound)為名,同時在一些物種上亦能形成根瘤幫助固定大氣中的氮。研究團隊將重點以生物降解(biodegradation)為首,研究微生物扮演分解土壤汙染物質的角色,特別是針對多環芳香烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)相關的有機汙染物,而此項成果的突破也幫助難以挖掘與清除土壤內危險廢棄物的區域。

  實驗於康乃爾植物園校外自然保護區之實驗林展開,從土壤分離發現的新菌種第一步先進行RNA基因定序以驗證是否為獨立物種,而在研究過程中,研究人員發現Paraburkholderia madseniana能分解芳香烴並將其轉化為植物生物質(plant biomass)與土壤有機物質的主要成分—木質素(lignin),值得一提的是,芳香烴結構同時在有毒多環芳香烴汙染環境中可被檢驗出,因此代表此菌種不僅能作為生物降解研究的方向之一,亦是扮演土壤碳循環重要的角色一環。【延伸閱讀】根分泌物能影響土壤穩定性

  碳排放是造成氣候變遷加劇的因素之一,每年僅在分解自然界物質的土壤碳排放量已是高於全世界因人類排放導致的汙染,例如汽車、發電廠及暖器等的七倍,而由於地球土壤層本身含有大量的碳元素,因此當人類即使是改變微小的管理方式也會造成氣候巨大影響。未來研究團隊將探索新菌種在碳循環中的角色,並瞭解其與森林之間的共生關係,目前初步研究已瞭清楚樹木將碳元素供給於細菌,藉由此菌種降解土壤有機物質並為樹木釋放出氮及磷等營養物質,因此將有助於土壤環境循環性及預測未來氣候變遷的關鍵。相關成果同時發表於微生物系統及演化國際期刊(International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology)。

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