东海冲绳海槽是西太平洋一个典型的弧后盆地，广泛分布着冷泉活动。然而，我们对冲绳海槽冷泉沉积物中微生物群落代谢功能的了解仍然有限。本研究，我们分析了冲绳海槽冷泉沉积物中参与甲烷、氮和硫循环的功能基因垂直的变化。此外，我们还探讨了甲烷、氮和硫循环之间可能的耦合机制。研究表明，与氮和硫循环相关的大部分基因在表层沉积物中最为丰富。然而，只有硫歧化（sor）、固氮（nifDKH）和甲烷代谢（mcrABG）的关键基因在硫酸盐-甲烷转换带（SMTZ）内34 cm以下的次表层中更为普遍。硫氧化、硫代硫酸盐歧化与反硝化作用和硝酸盐异化还原成胺（DNRA）、AOM/甲烷生成与固氮、AOM/甲烷生成与硫歧化的功能基因之间存在显著正相关(P < 0.05)。隶属于Alphaproteobacteria的Filomicrobium具有硫氧化耦合反硝化作用和DNRA作用的功能。除此之外，硫酸盐还原菌如Syntrophobacterales等可以利用NO₃^-作为电子受体。氢气还原甲基类产甲烷菌(Methanomassiliicoccales and Methanofastidiosales)和ANME-1分别是冲绳海槽冷泉沉积物中占主导地位的产甲烷菌和甲烷厌氧氧化菌。
 

冲绳海槽、冷泉、微生物、元素循环