The Microbial and Viral Communities in Deep Peat Soils and Their Linkages | Turvemaiden mikrobiyhteisöt ja niiden yhteydet viruksiin

Peatlands are carbon-rich ecosystems that are important to global carbon and other nutrient cycles. They act as crucial carbon sinks but are threatened by climate change and land-use changes, which could turn peatlands into sources of carbon to the atmosphere. The key component in these functions are the microbial communities. The balance between methanogens producing the greenhouse gas methane and methanotrophs oxidizing it, and whether peatlands act as carbon sinks or sources is determined by the environmental conditions limiting microbial degradation of organic carbon stored in peat. Both viruses, which can modulate and alter the functions of the host microbes, and deep peat are understudied. That is why metagenomic short- and long-read sequencing were used here to study the bacterial, archaeal, and viral communities in peat from up to the depth of 350 cm. The taxonomic and metabolic composition of the microbial communities were characterized, and potential virus-host linkages were studied with computational host prediction and shared methylation patterns between hosts and viruses. Despite the expectations that microbial communities would differ based on peat depth, the changes in microbial communities seem to be connected to some other factor.

Turvemaat ovat hiilirikkaita ekosysteemejä, jotka ovat maailmanlaajuisesti tärkeitä hiilen ja muiden ravinteiden kiertokuluille. Ne ovat pitkään toimineet hiilinieluina, mutta ilmastonmuutos ja muutokset maankäytössä uhkaavat tehdä niistä hiilenlähteitä ilmakehään. Avainasemassa näissä turpeen rooleissa ovat turvemaiden mikrobiyhteisöt. Ympäristötekijät, jotka rajoittavat orgaanisen aineen hajotusta turpeessa, säätelevät metaania tuottavien metanogeenien ja sitä hapettavien metanotrofien välistä tasapainoa sekä turvemaiden roolia joko hiilinieluna tai hiilenlähteenä. Sekä syvältä kerätty turve että turpeen virukset ovat heikosti tutkittuja. Tämän vuoksi tässä työssä käytettiin sekä toisen että kolmannen sukupolven metagenomista sekvensointia tutkimaan bakteeri-, arkeoni- ja virusyhteisöjä jopa 350 cm syvyydestä kerätystä turpeesta. Mikrobiyhteisöjen taksonominen ja metabolinen koostumus karakterisoitiin sekä virusten ja niiden isäntien välisiä yhteyksiä tutkittiin ennustamalla potentiaalisia isäntiä laskennallisesti sekä tutkimalla viruksille ja niiden isännille yhteisiä metylaatiokuvioita. Huolimatta odotuksista siitä, että mikrobiyhteisöt eroaisivat turpeen syvyyden mukaan, tutkitut yhteisöt vaikuttavat muuttuvan jonkin muun tekijän mukaan.