Published February 17, 2023
| Version v1
Publication
Open
Impact of different nitrogen additions on microbes and exopolysaccharides excretion in cyanobacterial biocrusts
Creators
- 1. Wuhan University of Technology
- 2. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos
- 3. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 4. Centro Científico Tecnológico - La Plata
Description
Recently, it has been found that nitrogen (N) deposition strongly affects the coverage of biocrusts. However, we know little about the response of exopolysaccharides (EPSs), the key cementing material in the formation and stability of biocrusts, to N deposition. Three N-sources including nitrate, ammonia and urea were added to biocrusts at three rates (2 mg/g, 4 mg/g, 8 mg/g) to evaluate the effect of N additions on the growth of biocrusts and the abundance of EPS. Our results showed 2 mg/g of nitrate–N had no obvious effect on the cyanobacterial biomass, while 4 and 8 mg/g of nitrate–N inhibited the growth of Microcoleus vaginatus, the dominant cyanobacterium in biocrusts, but promoted other cyanobacteria growth. Ammonia-N and urea-N strongly decreased the cyanobacterial biomass, indicated by chlorophyll-a and 16 s rRNA gene copy-numbers. On the whole, N additions had a positive impact on the α-biodiversity of biocrusts. However, Ammonia-N and urea-N shifted the bacterial communities from more Cyanobacteria to more Proteobacteria and Actinobacteria. Notably, lesser-N (2 mg/g) promoted the excretion of EPSs, while greater-N (8 mg/g) had the opposite effect, and the total proportion of rhamnose and fucose in EPSs decreased in all treatment groups. N additions (except 2 mg/g of nitrate–N) reduced cyanobacterial biomass and affected the bacterial communities in biocrusts, which would obstruct the development and succession of biocrusts. Meanwhile, the simultaneous reductions of the EPSs contents and proportion of rhamnose and fucose in EPSs may further reduce stability and persistence of cyanobacterial biocrusts, after N additions.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في الآونة الأخيرة، وجد أن ترسب النيتروجين (N) يؤثر بقوة على تغطية المواد الحيوية. ومع ذلك، فإننا لا نعرف سوى القليل عن استجابة عديدات السكاريد الخارجية (EPSs)، وهي مادة التثبيت الرئيسية في تكوين واستقرار المواد الحيوية، لترسيب N. تمت إضافة ثلاثة مصادر N بما في ذلك النترات والأمونيا واليوريا إلى biocrusts بثلاثة معدلات (2 مجم/جم، 4 مجم/جم، 8 مجم/جم) لتقييم تأثير إضافات N على نمو biocrusts ووفرة EPS. أظهرت نتائجنا أن 2 ملغ/غرام من النترات- N لم يكن له تأثير واضح على الكتلة الحيوية للبكتيريا الزرقاء، في حين أن 4 و 8 ملغ/غرام من النترات- N منع نمو Microcoleus vaginatus، البكتيريا الزرقاء السائدة في biocrusts، لكنه عزز نمو البكتيريا الزرقاء الأخرى. قللت الأمونيا- N واليوريا- N بشدة من الكتلة الحيوية للبكتيريا الزرقاء، والتي تشير إليها أرقام نسخ جينات الكلوروفيل- a و 16 s rRNA. بشكل عام، كان للإضافات N تأثير إيجابي على التنوع البيولوجي ألفا من biocrusts. ومع ذلك، حولت الأمونيا- N واليوريا- N المجتمعات البكتيرية من المزيد من البكتيريا الزرقاء إلى المزيد من البكتيريا البروتينية والبكتيريا الشعاعية. والجدير بالذكر أن N الأقل (2 مجم/جم) عززت إفراز EPSs، في حين أن N الأكبر (8 مجم/جم) كان له تأثير معاكس، وانخفضت النسبة الإجمالية للرامنوز والفوكوز في EPSs في جميع مجموعات العلاج. N الإضافات (باستثناء 2 ملغ/غرام من النترات- N) خفضت الكتلة الحيوية للبكتيريا الزرقاء وأثرت على المجتمعات البكتيرية في biocrusts، والتي من شأنها أن تعيق تطور وتعاقب biocrusts. وفي الوقت نفسه، فإن التخفيضات المتزامنة لمحتويات EPSs ونسبة rhamnose و fucose في EPSs قد تزيد من تقليل استقرار واستمرار biocrusts البكتيرية الزرقاء، بعد N الإضافات.Translated Description (French)
Récemment, il a été constaté que le dépôt d'azote (N) affecte fortement la couverture des biocrusts. Cependant, nous savons peu de choses sur la réponse des exopolysaccharides (EPS), le matériau de cimentation clé dans la formation et la stabilité des biocrusts, au dépôt d'azote. Trois sources d'azote, dont le nitrate, l'ammoniac et l'urée, ont été ajoutées aux biocrusts à trois taux (2 mg/g, 4 mg/g, 8 mg/g) pour évaluer l'effet des ajouts d'azote sur la croissance des biocrusts et l'abondance des PSE. Nos résultats ont montré que 2 mg/g de nitrate–N n'avaient aucun effet évident sur la biomasse cyanobactérienne, tandis que 4 et 8 mg/g de nitrate–N inhibaient la croissance de Microcoleus vaginatus, la cyanobactérie dominante dans les biocrusts, mais favorisaient la croissance d'autres cyanobactéries. L'ammoniac-N et l'urée-N ont fortement diminué la biomasse cyanobactérienne, indiquée par les numéros de copie des gènes de la chlorophylle-a et de l'ARNr 16 s. Dans l'ensemble, les ajouts d'azote ont eu un impact positif sur l'α-biodiversité des biocrusts. Cependant, l'ammoniac-N et l'urée-N ont déplacé les communautés bactériennes de plus de cyanobactéries vers plus de protéobactéries et d'actinobactéries. Notamment, le N inférieur (2 mg/g) a favorisé l'excrétion des EPS, tandis que le N supérieur (8 mg/g) a eu l'effet inverse, et la proportion totale de rhamnose et de fucose dans les EPS a diminué dans tous les groupes de traitement. Les ajouts d'azote (sauf 2 mg/g de nitrate–N) ont réduit la biomasse cyanobactérienne et affecté les communautés bactériennes dans les biocrusts, ce qui entraverait le développement et la succession des biocrusts. Pendant ce temps, les réductions simultanées des teneurs en EPS et de la proportion de rhamnose et de fucose dans les EPS peuvent réduire davantage la stabilité et la persistance des biocrusts cyanobactériens, après les ajouts d'azote.Translated Description (Spanish)
Recientemente, se ha encontrado que la deposición de nitrógeno (N) afecta fuertemente la cobertura de las biocosturas. Sin embargo, sabemos poco sobre la respuesta de los exopolisacáridos (EPS), el material de cementación clave en la formación y estabilidad de las biocortas, a la deposición de N. Se añadieron tres fuentes de N que incluían nitrato, amoniaco y urea a las biocortesas a tres velocidades (2 mg/g, 4 mg/g, 8 mg/g) para evaluar el efecto de las adiciones de N sobre el crecimiento de las biocortesas y la abundancia de eps. Nuestros resultados mostraron que 2 mg/g de nitrato-N no tuvieron un efecto obvio sobre la biomasa cianobacteriana, mientras que 4 y 8 mg/g de nitrato-N inhibieron el crecimiento de Microcoleus vaginatus, la cianobacteria dominante en las biocosturas, pero promovieron el crecimiento de otras cianobacterias. El amoníaco-N y la urea-N disminuyeron fuertemente la biomasa cianobacteriana, indicada por los números de copia del gen de la clorofila-a y el ARNr 16 s. En general, las adiciones de N tuvieron un impacto positivo en la α-biodiversidad de las biocortas. Sin embargo, el amoníaco-N y la urea-N cambiaron las comunidades bacterianas de más cianobacterias a más proteobacterias y actinobacterias. En particular, el N menor (2 mg/g) promovió la excreción de EPS, mientras que el N mayor (8 mg/g) tuvo el efecto contrario, y la proporción total de ramnosa y fucosa en EPS disminuyó en todos los grupos de tratamiento. Las adiciones de N (excepto 2 mg/g de nitrato-N) redujeron la biomasa cianobacteriana y afectaron a las comunidades bacterianas en las biocortes, lo que obstruiría el desarrollo y la sucesión de biocortes. Mientras tanto, las reducciones simultáneas de los contenidos de eps y la proporción de ramnosa y fucosa en los eps pueden reducir aún más la estabilidad y la persistencia de las biocortesas de cianobacterias, después de las adiciones de N.Files
latest.pdf.pdf
Files
(11.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8edd2ecbe5f742156bd5b1db15d03411
|
11.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير إضافات النيتروجين المختلفة على إفراز الميكروبات والسكريات الخارجية في الحفريات الحيوية للبكتيريا الزرقاء
- Translated title (French)
- Impact des différents ajouts d'azote sur l'excrétion des microbes et des exopolysaccharides dans les biocrusts cyanobactériens
- Translated title (Spanish)
- Impacto de diferentes adiciones de nitrógeno en la excreción de microbios y exopolisacáridos en biocosturas de cianobacterias
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4321221923
- DOI
- 10.1007/s11104-023-05920-z
References
- https://openalex.org/W1259643966
- https://openalex.org/W1483301202
- https://openalex.org/W1576460556
- https://openalex.org/W1611293757
- https://openalex.org/W1864162857
- https://openalex.org/W1961955786
- https://openalex.org/W1965469264
- https://openalex.org/W1969715054
- https://openalex.org/W1970932152
- https://openalex.org/W1971732992
- https://openalex.org/W1973011234
- https://openalex.org/W1973735619
- https://openalex.org/W1979458915
- https://openalex.org/W1985151603
- https://openalex.org/W1992518384
- https://openalex.org/W1994097054
- https://openalex.org/W1995603967
- https://openalex.org/W1998926818
- https://openalex.org/W2000286347
- https://openalex.org/W2005044598
- https://openalex.org/W2005449827
- https://openalex.org/W2010499083
- https://openalex.org/W2022050322
- https://openalex.org/W2027008277
- https://openalex.org/W2029335088
- https://openalex.org/W2030869049
- https://openalex.org/W2033467226
- https://openalex.org/W2037127129
- https://openalex.org/W2039568284
- https://openalex.org/W2049312743
- https://openalex.org/W2057614433
- https://openalex.org/W2060390786
- https://openalex.org/W2077029599
- https://openalex.org/W2091007910
- https://openalex.org/W2094165795
- https://openalex.org/W2094838139
- https://openalex.org/W2107739551
- https://openalex.org/W2107752103
- https://openalex.org/W2110755085
- https://openalex.org/W2112148277
- https://openalex.org/W2122373782
- https://openalex.org/W2127544948
- https://openalex.org/W2128090435
- https://openalex.org/W2128692426
- https://openalex.org/W2140068748
- https://openalex.org/W2162890486
- https://openalex.org/W2165163979
- https://openalex.org/W2165628467
- https://openalex.org/W2169271265
- https://openalex.org/W2178250382
- https://openalex.org/W2193308331
- https://openalex.org/W2201189426
- https://openalex.org/W2271147095
- https://openalex.org/W2477376489
- https://openalex.org/W2499390576
- https://openalex.org/W2507695294
- https://openalex.org/W2575236649
- https://openalex.org/W2580413320
- https://openalex.org/W2616119107
- https://openalex.org/W2621096870
- https://openalex.org/W2756206289
- https://openalex.org/W2763708523
- https://openalex.org/W2789763523
- https://openalex.org/W2802592944
- https://openalex.org/W2884244662
- https://openalex.org/W2896589265
- https://openalex.org/W2900695838
- https://openalex.org/W2905397905
- https://openalex.org/W2937260348
- https://openalex.org/W2943011564
- https://openalex.org/W2964042645
- https://openalex.org/W2971132174
- https://openalex.org/W2994044598
- https://openalex.org/W2994666392
- https://openalex.org/W3005413676
- https://openalex.org/W3013243221
- https://openalex.org/W3045062945
- https://openalex.org/W3046217488
- https://openalex.org/W3087863430
- https://openalex.org/W3093384279
- https://openalex.org/W3095362421
- https://openalex.org/W3107915036
- https://openalex.org/W3109500819
- https://openalex.org/W3191061195
- https://openalex.org/W3213164204
- https://openalex.org/W4234057315
- https://openalex.org/W4246249695
- https://openalex.org/W4285730400