Подземные процессы влияют на глобальные циклы питательных веществ

В рамках программы FICUS (Facilities Integrating Collaborations for User Science) две национальные пользовательские лаборатории Управления науки Министерства энергетики США (DOE) — Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL) и DOE Joint Genome Institute (JGI) — отобрали 11 проектов из 53 заявок. Предложения были посвящены одной из трёх тематических областей: биотопливо и биопродукты, биогеохимия и межорганизменные взаимодействия.

Биотопливо и биопродукты

Среди четырёх отобранных проектов в этой области — исследование водоросли Chlamydomonas reinhardtii (одного из флагманских геномов JGI) под руководством Сабихи Мерчант из Калифорнийского университета в Беркли. Команда создала высококачественную библиотеку мутантов Chlamy. Отсутствие определённого гена в этой библиотеке приводит к дефектам фотосинтеза, что даёт понимание того, как водорослевые пруды регулируют фотосинтез в меняющихся условиях. Цель — связать функции генов с фотосинтезом и обнаружить гены, важные как для водорослей, так и для наземных растений.

Биогеохимия

Один из четырёх выбранных проектов в этой группе возглавляет Эойн Броди из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. В рамках научного направления Belowground Biogeochemistry Scientific Focus Area (SFA) с 2014 года проводится эксперимент по прогреву почв в горах Сьерра-Невада для изучения микробных реакций на потепление по всему почвенному профилю. Цели проекта FICUS включают оценку распределения функциональных признаков, закодированных в геномах, по почвенному профилю и их связи со свойствами почвы, которые меняются с глубиной, потеплением и другими условиями.

Межорганизменные взаимодействия

Среди трёх отобранных проектов:

• Джейсон Макдермотт (PNNL): Исследование в рамках Soil Microbiome SFA, направленное на системное понимание почвенного микробиома и его реакции на изменение влажности. Цель — определить, как влажность почвы влияет на микробиом и биохимические реакционные сети, а также оценить роль вирусов в почвенном микробиоме.
• Малак Тфайли (Университет Аризоны): Команда использует данные междисциплинарного полевого эксперимента в тропическом лесу Biosphere 2 (B2 TRF). Цель — изучить влияние засухи и повышения температуры на тропические леса, играющие ключевую роль в глобальном цикле углерода. Планируется контролируемый эксперимент с засухой и мечением множественными изотопами, чтобы понять влияние засухи на метаболизм растений и процессы в ризосфере (зоне взаимодействия корней, микробов и почвы), влияющие на выброс микробных парниковых газов и летучих органических соединений.

Это седьмой совместный конкурс FICUS между EMSL и JGI с момента создания программы в 2014 году Управлением биологических и экологических исследований (BER). Программа позволяет объединить уникальные ресурсы EMSL в области визуализации, омиксных технологий и вычислений с передовой геномикой, синтезом ДНК и другими возможностями JGI. Исследователям не требуется быть экспертами во всех инструментах — научный персонал обеих лабораторий помогает им в методологии, экспериментах и визуализации.

Отобранные проекты стартуют 1 октября 2019 года. Полный список доступен на сайтах EMSL и JGI.