Regulação Dependente de Temperatura dos Intermediários de Desnitrificação em Ecossistemas de Alta Temperatura

A desnitrificação incompleta gera diversos intermediários de nitrogênio (por exemplo, NO 2 –, N 2 O), que podem remodelar a dinâmica redox do nitrogênio e modular funções do ecossistema. Embora prevalentes em ecossistemas de alta temperatura, os mecanismos que regulam a desnitrificação dependente de temperatura permanecem pouco claros. Para abordar essa lacuna, usamos fontes termais com diferentes temperaturas (variando de 37 a 75 °C) como ambientes representativos e realizamos culturas de enriquecimento com água de fonte termal in situ e meios definidos com diferentes razões de acetate/NO 3 –. Os perfis de produtos de desnitrificação mudaram sistematicamente com a temperatura: NO 2 – dominou acima de 60 °C, NO 2 – e N 2 O a 55 °C, e N 2 abaixo de 45 °C. Análises multiômicas revelaram sucessão dirigida por temperatura de desnitrificadores dominantes, com microorganismos afiliados a Thermus (>60 °C), Tepidimonas (55 °C) e Thauera / Uliginosibacterium (<45 °C). As expressões dos genes centrais e acessório de desnitrificação mostraram padrões específicos de temperatura associados à formação de intermediários. A alta expressão de genes centrais a montante (por exemplo, narG) e a expressão limitada de genes acessório em Thermus spp. promovem a desnitrificação incompleta em altas temperaturas, enquanto comunidades de baixa temperatura aumentaram vias complementares (por exemplo, nosRD com nosZ em Thauera spp.) para a desnitrificação completa. A divisão do trabalho metabólico parece ser mais importante em comunidades desnitrificantes em altas temperaturas, onde desnitrificadores dominantes realizam desnitrificação incompleta e intermediários a jusante são reduzidos por espécies menores (por exemplo, redução de N 2 O). Essas descobertas melhoram a compreensão da desnitrificação em ambientes termicamente dinâmicos e revelam mecanismos subjacentes à sua regulação dependente de temperatura.