《表4.基于同位素标记的技术在热泉中的典型应用实例》

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《分子生物学技术在热泉地质微生物学研究中的应用》

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除了能够识别驱动特定生物过程的关键微生物群，同位素标记还可以用于定量化研究特定生物地球化学过程的代谢速率（表4）。早在2002年，Norris等[90]基于14C-NaHCO3标记的光合作用同化实验证明长期紫外照射的生物席的光合活性要高于无紫外照射的群落，但他们并没有定量化其速率。Boyd等[91]基于14C-NaHCO3首次测定了高温酸性热泉的化能自养速率（由细菌Hydrogenobaculum spp.执行），发现该速率甚至要高于此温度下碱性热泉中光合固碳（由细菌Synechococcus spp.执行）速率。近年来，出现了运用13C-NaHCO3稳定同位素标记来检测碳固定速率的研究并且得到较好的认可[32，92]，相比较放射性同位素，稳定同位素的成本较低而且操作简单、安全。本课题组和合作单位学者基于13C-NaHCO3对腾冲热泉的光合藻席的固碳速率进行了测定，发现其速率与温度有较强的相关性。除了碳循环，同位素标记技术也被用来检测氨氧化速率[44]和硫酸盐还原速率[41–42]。目前该技术在热泉中的应用还处于初步阶段，大部分针对特定生物过程的研究仅定性地描述相关功能基因的丰度，而想要定量化热泉微生物在元素循环中的贡献需要将基因的检测与代谢速率的测定相结合，所以同位素标记技术的应用将成为热泉微生物功能与活性验证的关键手段。