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Archaeal overdominance close to life-limiting conditions in geothermally influenced hypersaline lakes at the Danakil Depression, Ethiopia
Environmental Microbiology ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-09-14 , DOI: 10.1111/1462-2920.15771
Jodie Belilla 1 , Miguel Iniesto 1 , David Moreira 1 , Karim Benzerara 2 , José María López-García 3 , Ana I López-Archilla 4 , Guillaume Reboul 1 , Philippe Deschamps 1 , Emmanuelle Gérard 5 , Purificación López-García 1
Affiliation  

The Dallol protovolcanic area on the Danakil Depression (Afar region, Ethiopia) exhibits unique hydrothermal manifestations in hypersaline context, yielding varied polyextreme physicochemical conditions. Previous studies identified a wide archaeal diversity in less extreme brines but failed to identify microorganisms thriving in either high-chaotropicity, low-water-activity brines or hyperacidic-hypersaline Na-Fe-rich brines. Recently, we accessed several small lakes under intense degassing activity adjacent to the Round Mountain, west to the Dallol dome [Western Canyon Lakes (WCL); WCL1-5]. They exhibited intermediate parameter combinations (pH ~ 5, 34%–41% (weight/volume) NaCl-dominated salts with relatively high levels of chaotropic Mg-Ca salts) that should allow to better constrain life limits. These lakes were overwhelmingly dominated by Archaea, encompassing up to 99% of prokaryotic 16S rRNA gene amplicon sequences in metabarcoding studies. The majority belonged to Halobacteriota and Nanohaloarchaeota, the latter representing up to half of prokaryotic sequences. Optical and epifluorescence microscopy showed active cells in natural samples and diverse morphotypes in enrichment cultures. Scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy revealed tiny cells (200–300 nm diameter) epibiotically associated with somewhat larger cells (0.6–1 μm) but also the presence of silica-dominated precipitates of similar size and shape, highlighting the difficulty of distinguishing microbes from mineral biomorphs in this kind of low-biomass systems.

中文翻译:

在埃塞俄比亚达纳基尔洼地受地热影响的高盐湖中,古菌的优势接近于限制生命的条件

达纳基尔洼地(埃塞俄比亚阿法尔地区)的 Dallol 原火山区在高盐环境下表现出独特的热液表现,产生各种多极物理化学条件。以前的研究发现,在不太极端的盐水中存在广泛的古细菌多样性,但未能识别出在高离液性、低水活度盐水或高酸性高盐 Na-Fe 盐水中繁衍的微生物。最近,我们在靠近圆山、达洛尔圆顶 [Western Canyon Lakes (WCL); WCL1-5]。它们展示了中间参数组合(pH ~ 5, 34%–41%(重量/体积)以 NaCl 为主的盐,具有相对高水平的离液 Mg-Ca 盐),应该可以更好地限制寿命限制。这些湖泊以古生菌为主,在元条形码研究中包含高达 99% 的原核 16S rRNA 基因扩增子序列。大多数属于 Halobacteriota 和 Nanohaloarchaeota,后者占原核序列的一半。光学和落射荧光显微镜显示天然样品中的活性细胞和富集培养物中的多种形态类型。扫描电子显微镜与能量色散 X 射线光谱相结合,发现微小细胞(直径 200-300 nm)与稍大的细胞(0.6-1 μm)外生相关,但也存在大小和形状相似的以二氧化硅为主的沉淀物,突出显示在这种低生物量系统中很难区分微生物和矿物生物形态。在元条形码研究中涵盖高达 99% 的原核 16S rRNA 基因扩增子序列。大多数属于 Halobacteriota 和 Nanohaloarchaeota,后者占原核序列的一半。光学和落射荧光显微镜显示天然样品中的活性细胞和富集培养物中的多种形态类型。扫描电子显微镜与能量色散 X 射线光谱相结合,发现微小细胞(直径 200-300 nm)与稍大的细胞(0.6-1 μm)外生相关,但也存在大小和形状相似的以二氧化硅为主的沉淀物,突出显示在这种低生物量系统中很难区分微生物和矿物生物形态。在元条形码研究中涵盖高达 99% 的原核 16S rRNA 基因扩增子序列。大多数属于 Halobacteriota 和 Nanohaloarchaeota,后者占原核序列的一半。光学和落射荧光显微镜显示天然样品中的活性细胞和富集培养物中的多种形态类型。扫描电子显微镜与能量色散 X 射线光谱相结合,发现微小细胞(直径 200-300 nm)与稍大的细胞(0.6-1 μm)外生相关,但也存在大小和形状相似的以二氧化硅为主的沉淀物,突出显示在这种低生物量系统中很难区分微生物和矿物生物形态。后者代表多达一半的原核序列。光学和落射荧光显微镜显示天然样品中的活性细胞和富集培养物中的多种形态类型。扫描电子显微镜与能量色散 X 射线光谱相结合,发现微小细胞(直径 200-300 nm)与稍大的细胞(0.6-1 μm)外生相关,但也存在大小和形状相似的以二氧化硅为主的沉淀物,突出显示在这种低生物量系统中很难区分微生物和矿物生物形态。后者代表多达一半的原核序列。光学和落射荧光显微镜显示天然样品中的活性细胞和富集培养物中的多种形态类型。扫描电子显微镜与能量色散 X 射线光谱相结合,发现微小细胞(直径 200-300 nm)与稍大的细胞(0.6-1 μm)外生相关,但也存在大小和形状相似的以二氧化硅为主的沉淀物,突出显示在这种低生物量系统中很难区分微生物和矿物生物形态。
更新日期:2021-09-14
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