واحد الإنتاجية التكميلية التقنيات التحليلية عالية الدقة لوصف خليط معقد من المواد العضوية الطبيعية
Summary
ويصف هذا البروتوكول سرعة نقل واحد للتقنيات التحليلية واوميكس تكميلية بلغت ذروتها في توصيف إقران تماما من المواد العضوية الطبيعية والبروتينات الميكروبية في النظم الإيكولوجية المختلفة. ويسمح هذا النهج مقارنات قوية لتحديد المسارات الأيضية والتحولات الهامة لوصف إنتاج غازات الدفيئة والتنبؤ بالاستجابات للتغير البيئي.
Abstract
المواد العضوية الطبيعية (حركيا) يتكون من خليط معقد جداً الآلاف من المركبات العضوية فيها، تاريخيا، ثبت أن من الصعب على تميز. ومع ذلك، فهم عناصر التحكم الديناميكية الحرارية والحركية في إنتاج الغاز ([CO2] غاز ثاني أكسيد الكربون والميثان [CH4]) الدفيئة الناتجة عن تحلل النوم، وصف المستوى الجزيئي مقرونا الميكروبية ومن الضروري تحليل البروتين. علاوة على ذلك، المتوقع أن التشويش النظم الإيكولوجية الطبيعية، ويحتمل أن تكون مزعجة التفاعلات المعقدة التي تؤثر على الإمدادات الركازات العضوية والكائنات الحية الدقيقة تؤدي التحولات المناخ والتغيرات البيئية. سوف يكون وصف جزيئي مفصلة من المواد العضوية، الميكروبية البروتيوميات، ومسارات والتحولات التي هي تتحلل المواد العضوية اللازمة للتنبؤ باتجاه وحجم الآثار المترتبة على التغييرات البيئية. توضح هذه المقالة إنتاجية منهجية لتوصيف المستقلب شاملة في عينة واحدة من الحقن المباشر فورييه تحويل أيون سيكلوترون الرنين الكتلي (فتيكر مللي ثانية)، الفصل اللوني للغاز الطيف الكتلي (GC-MS)، مطيافية الرنين المغناطيسي النووي (الرنين المغناطيسي النووي) واللوني السائل الطيف الكتلي (LC-MS) وتحليل البروتينات. ويؤدي هذا النهج dataset إقران تماما مما يحسن الثقة الإحصائية لاستنتاج مسارات تحلل المواد العضوية و أول أكسيد الكربون الناتج2 و CH4 معدلات الإنتاج واستجاباتها لاضطراب البيئة. وهنا نقدم نتائج تطبيق هذا الأسلوب للنوم عينات جمعت من الأراضي الخثية؛ ومع ذلك، البروتوكول تنطبق على أي عينة النوم (مثلاً، الخث، تربة الغابات، الرواسب البحرية، إلخ).
Introduction
على الصعيد العالمي، تقدر الأراضي الرطبة لاحتواء Pg 529 من الكربون (C)، غالباً ما ج العضوية المدفونة في رواسب الخث1. حاليا، هذه الأراضي الخثية العمل كبالوعة صافية ج، عزل تيراغرام ج 29 ص-1 في أمريكا الشمالية وحدها1. غير أن الاضطرابات البيئية مثل تجفيف والحرائق والجفاف ودرجات الحرارة الأكثر دفئا يمكن أن يعوض هذا الحوض ج بزيادة تحلل المادة العضوية أدى إلى زيادة الخسائر ج عبر غازات الدفيئة (ثاني أكسيد الكربون [CO2] و 1،إنتاج الميثان [CH4])2. تغير المناخ قد يسهم في فقدان ج إذا كانت درجات الحرارة الأكثر دفئا أو ظروف مجفف تحفز التحلل ج أسرع من الكائنات الحية الدقيقة. وبدلاً من ذلك، ارتفاع درجات الحرارة، والتركيزات الجوية CO2 قد حفز الإنتاج الأولى لعزل أكثر CO2 كالكربون العضوي (OC). وإلى أي مدى، وكيف سريع أن قائد هو متحللة ثم إلى CO2 والفصل4 يعتمد على التفاعلات المعقدة بين ركائز المانحة الإلكترون، وتوافر المتقبلين للإلكترون، والكائنات الحية الدقيقة التي تتوسط التحول. في كثير من الحالات، الآليات التي لا تتسم جيدا وهكذا استجابتها للاضطرابات البيئية ليست مقيدة جيدا ومازال من غير الواضح ما ستكون النتيجة الصافية لتغير المناخ على توازن الكربون في صياغة النظم الإيكولوجية.
الطبيعة المعقدة للمواد العضوية الطبيعية (حركيا) جعلت حتى تحديد المركبات العضوية الحالية في مخاليط حركيا تاريخيا صعباً. التطورات الأخيرة تحسنت إلى حد كبير قدرتنا على تميز المركبات صورة تقليدية، وإلى حد ما لا تزال تعتبر المعاندة الدبالية أو fulvic عدد كبير من المركبات3،،من45. ونفهم الآن أن العديد من هذه المركبات المتوفرة فعلا ميكروبيالي وقد تكون متحللة وإذا يقبلون إلكترون المحطة طرفية مناسب (الشاي) تتوفر6،7. حساب الدولة الأسمى أكسدة الكربون (نوس) لمجمع يوفر مقياس للتنبؤ بإمكانية التحلل وإنتاج الطاقة من الشاي المطلوب. ومع ذلك، فإنه يتطلب وصف المستوى الجزيئي ل المواد العضوية7. يحسب نوس من الصيغة الجزيئية عن طريق المعادلة التالية7: نوس = − ((−z + 4(#C) + (#H) − 3(#N) − 2(#O) + 5(#P) − 2(#S))/(#C)) + 4، حيث z هو المسؤول عن صافي. نوس يرتبط مع دينامي حراري الدافعة قوة8، أسهل لتتحلل، بينما تتطلب مركبات مع انخفاض نوس الشاي حيوية متزايدة بغية خفض فيها مركبات مع نوس أعلى. المركبات مع نوسك أقل من 2 تتطلب بالطاقة عالية الغلة الشاي مثل س2أو نترات Mnالرابع، ولا يمكن أن يتحلل من الشائع حدوث انخفاض الطاقة الغلة الشاي مثل Feالثالث أو كبريتات7. وهذا هو أحد الاعتبارات هامة في ظروف وصول المشبعة بالمياه في الأراضي الرطبة حيث س2 والأخرى طاقة عالية الغلة الشاي هي نادرة9 ومن ثم تدهور المركبات نوس أقل في ظل هذه الظروف [ثرمودنميكلي] محدودة. اضطراب البيئية يمكن أن تؤثر حالة النظام الإيكولوجي من خلال التغيرات الهيدرولوجية التي تؤثر على س2 (يقبلون الإلكترون الأكثر نشاطا)، تغييرات في الركازات العضوية ومتقبلون إلكترون إتاحة دينامي حراري قبل الابتدائية الإنتاج، وإلى حد أقل بدرجة الحرارة. مثال هام على آثار درجة الحرارة في نظم الأراضي الرطبة يحدث فيما يتعلق بالمفاضلة التي تحدث بين هومواسيتوجينيسيس (أي، إنتاج خلات من CO2 وح2) و (الراكد هيدروجينوتروفيك أيإنتاج4 CH من CO2 وح2). ويبدو عند درجات حرارة منخفضة قليلاً يفضل أن هومواسيتوجينيسيس، بينما درجات الحرارة الأكثر دفئا لصالح الإنتاج4 CH10. قد يكون هذا تأثير الحرارة آثار هامة للاستجابة للنظم الإيكولوجية لتغير المناخ، كما CH4 غاز الدفيئة أقوى بكثير من أول أكسيد الكربون211 ، ومن ثم زيادة الإنتاج من الفصل4 في حسابها من CO2 في درجات حرارة قد تسهم في ردود فعل إيجابية مع احترار المناخ.
الأراضي الخثية تنتج كميات كبيرة على الصعيد العالمي من CO2 والمسألة4CHعبر الميكروبية التنفس6للعضوية تحدث بشكل طبيعي. نوسك ركائز الكربون العضوي يحدد نسبة CO2النسبية: CH4 المنتجة التي هي معلمة حرجة بسبب الإشعاعي العالي CH4 مقارنة بأول أكسيد الكربون211، بل أيضا لأن وحددت جهود النمذجة هذه النسبة كمعلمة حرجة لتقدير الجريان ج في الأراضي الخثية12. نظراً لغياب متقبلون إلكترون المحطة الطرفية خلاف CO2، يمكن إثبات رصيد إلكترون أن ركائز ج العضوية مع نوس > 0 سوف ينتج CO2: CH4 > 1، ج العضوية مع نوس = 0 ينتج CO2 والفصل4 بنسبة اكويمولار، وجيم العضوية مع نوس < 1 سوف ينتج CO2: CH4 < 113. هو وساطة تحلل قائد في النظم الإيكولوجية الطبيعية من الكائنات المجهرية، حيث أنه حتى عندما تحلل مركب محددة من الممكن [ثرمودنميكلي]، هو كينيتيكالي محدودة بنشاط الإنزيمات الميكروبية، وفي ظل ظروف وصول القوة الدافعة الحرارية (أي، نوس)7. حتى الآن قد تم تحدي لتوصيف المواد العضوية تماما نظراً لتنوع المركبات الحالية يتطلب تقنيات مختلفة مكملة لتكييفها. التطورات الأخيرة قد قاموا بإغلاق الفجوة؛ باستخدام مجموعة من التقنيات التحليلية يمكننا تحليل طائفة واسعة من المركبات العضوية تقديم توصيف المستوى الجزيئي، وفي بعض الحالات التحديد الكمي، من نواتج الأيض الأولية الصغيرة مثل الجلوكوز تصل إلى 800 دا بولي-هيتيروسيكليس. سبق هذه الجزيئات الكبيرة المعقدة سوف تتسم ببساطة مثل اللجنين أو مثل التانين والمفترضة قد المعاندة. ومع ذلك، يسمح توصيف المستوى الجزيئي، حساب نوس حتى هذه الجزيئات الكبيرة المعقدة. ترتبط هذه القيم نوس خطيا بالقوة الدافعة الحرارية مما يسمح بإجراء تقييم لنوعية المواد العضوية المتاحة للتحلل، مما يكشف عن أن هذه الجزيئات المعقدة قد يكون في الواقع ميكروبيالي في كثير من الحالات التحلل حتى في ظل ظروف وصول التي تسود في الأراضي الرطبة.
حيث يسمح مقدمة من س2 المواد العضوية ما يقرب من جميع القيم نوس ملاحظتها بطبيعة الحال تكون متحللة، هنا علينا أن نركز على التغييرات في المواد العضوية والبروتينات الميكروبية التي من المحتمل أن تكون برامج التشغيل الأساسية في الأراضي الرطبة (أي، نظم محدودة س2). ومع ذلك، يمكن تطبيقها جميع التقنيات التي سوف نناقش للمواد العضوية من أي النظام الإيكولوجي. عادة، معظم القياسات استناداً الضوئية وتحليلات الأسفار وقد استخدمت لتقييم نوعية المواد العضوية3،14. عند استخدام قياسات السائبة مثل هذه، ولكن التفاصيل الدقيقة يتم فقدان كما تصنف أعدادا كبيرة من الجزيئات معا تحت شروط عامة مثل هوميكس أو فولفيكس. تعاريف هذه الفئات ليست مقيدة جيدا، وقد تختلف في الواقع، يجعل من دراسة لدراسة مقارنات مستحيلة. علاوة على ذلك، معظم القياسات لا توفير الجزيئية التفاصيل اللازمة لحساب الديناميكا الحرارية تحكم النظام وذلك قاصرة عن تقييم نوعية المواد العضوية15حقاً.
التقنيات الفردية مثل فورييه تحويل أيون سيكلوترون الرنين الكتلي (فتيكر مللي ثانية)، مطيافية الرنين المغناطيسي النووي (الرنين المغناطيسي النووي) والفصل اللوني للغاز الكتلة قياس الطيف الكتلي (GC-MS)، والكتلي اللوني السائل (ش-MS) تفاصيل مثل هذا المستوى الجزيئي. في حين يقدم كل من هذه التقنيات حدوده، أنها تجلب أيضا قوتها الخاصة التي يمكن أن تكون الاستدانة في نهج متكامل لتحقيق التفاصيل الجزيئية الدقيقة اللازمة لقياس نوعية المواد العضوية بمعنى دينامي حراري دقيق . GC-MS مفيد لتحديد نواتج الأيض الصغيرة الحاسمة التي من المرجح أن يكون تأثير الدانية على CO2 والفصل4 الإنتاج (مثل، السكر، خلات، إلخ)؛ ومع ذلك، GC-MS يتطلب التحقق ضد معيار وبالتالي محدودة لمركبات معروفة بالفعل موجوداً في قاعدة منع تحديد هوية المركبات الرواية. وعلاوة على ذلك، GC-MS أسلوب شبه نوعية مما يتيح استنتاج حول التغييرات في تركيزات النسبية، ولكن لا توفر المعلومات تركيز الفعلية اللازمة لحساب الطاقات لجيب الحرة على سبيل المثال. أخيرا، تتطلب GC-MS derivatization الجزيئات قبل التحليل الذي يحد من القرار إلى مركبات أصغر من دا ~ 400 وتضيع كحول متقلبة خلال الخطوة التجفيف.
أحادي البعد (د 1) 1ح الحالة السائلة الرنين المغناطيسي النووي يسمح توصيف كمية عالية من نواتج الأيض الصغيرة (بما في ذلك نواتج الأيض الأساسي صغيرة الوزن الجزيئي والتطاير مثل الكحول، خلات، الأسيتون، فورمات، بيروفات، سوكسيناتي، الأحماض الدهنية القصيرة، فضلا عن مجموعة من الكربوهيدرات المعروف غائبة أو المساس بها من الأساليب المستندة إلى MS) وتركيزاتها مفيدة بشكل خاص لحساب معلمات دينامي حراري. حتى الآن، مثل GC-MS، الرنين المغناطيسي النووي د 1 من الخلائط المعقدة يتطلب توحيد المقاييس بالنسبة لقاعدة بيانات ولذلك لا تسمح وحدة الكشف بسهولة عن رواية من المركبات التي من المحتمل أن تكون وفيرة في النظم الإيكولوجية الطبيعية والمتغيرة المعقدة. بالإضافة إلى ذلك، الرنين المغناطيسي النووي أقل حساسية من التقنيات المستندة إلى MS والتنميط المستقلب الكمية ولذلك يتحقق فقط أعلاه 1 ميكرومتر استخدام أنظمة الرنين المغناطيسي مزودة بتبريد الهليوم الباردة-تحقيقات. التقدير لا على نطاق واسع، بعض الرنين المغناطيسي الباردة-تحقيقات هي الملوحة ويسمح بتحليل خليط البيئية وجود تركيزات الملح ميليمولار عند استخدامها في أصغر قطر (القطر الخارجي < 3 مم) عينة أنابيب16. ومع ذلك، زيادة تعقيد الرنين المغناطيسي النووي أن كميات كبيرة من المعادن باراماجنيتيك والمعادن (مثلالحديد و Mn أعلاه و 1-3%)، التي يمكن أن تكون وفرة في التربة المرتفعة، يمكن توسيع ميزات الطيفية وتعقيد تفسير أطياف الرنين المغناطيسي النووي . استخدام استخراج المرحلة الصلبة (SPE) يمكن أن مساعدي في تفسير الرنين المغناطيسي النووي والمستندة إلى MS جميع أساليب الحد من الأملاح المعدنية وزيادة جودة الطيفية.
مرض التصلب العصبي المتعدد–فتيكر بالحقن المباشر أسلوب حساسة للغاية قادرة على اكتشاف عشرات الآلاف من نواتج الأيض من عينة واحدة، ولكن عدم التقاط والايضات الصغيرة الحاسمة مثل اسيتات، بيروفات، وسوكسيناتي ويصعب استخدام السكريات و الكربوهيدرات الأخرى17، كما أنه لا يقدم معلومات كمية. بيد خلافا للتقنيات الأخرى، فتيكر–مرض التصلب العصبي المتعدد يبرع في تحديد وتعيين الصيغة الجزيئية لمركبات جديدة ويحدد لذلك أكبر عدد من المركبات توفير المعلومات الجزيئية أكثر من أي من الأساليب الموصوفة الأخرى. وهذا مفيد، لأنه يمكن استخدام المعلومات الجزيئية التي قدمها فتيكر-MS (وغيرها من التقنيات) لحساب نوس الذي يتصل بالقوة الدافعة الحرارية تنظم احتمال بعض ردود الفعل8 ومعدلات معينة 7من شروط. وعلاوة على ذلك، باقتران فتيكر–مرض التصلب العصبي المتعدد مع تقنيات الفصل، مثل LC جنبا إلى جنب مع مرض التصلب العصبي المتعدد، جنبا إلى جنب كمية من المعلومات الهيكلية يمكن أن يتحقق، التعويض عن بعض من مساوئ هذا الأسلوب. LC-مرض التصلب العصبي المتعدد مفيدة لتحديد المركبات الشبيهة بالدهن ونواتج الأيض الأخرى ليست جيدة تتسم بأي من الطرق الأخرى. اقتران LC فتيكر–مرض التصلب العصبي المتعدد أو مرض التصلب العصبي المتعدد-LC مع جامع كسر وجمع كسور المجاهيل محددة من الفائدة لتوضيح الهيكلية بثنائي الأبعاد (2D) الحالة السائلة الرنين المغناطيسي النووي هو الوضع المثالي لتعريف وتحديد كمية المركبات غير معروف18 ،19. ومع ذلك، هذا هو خطوة تستغرق وقتاً طويلاً جداً التي يمكن استخدامها عند الحاجة. اتخذت منفردة، كل من هذه التقنيات توفير لقطة مختلفة من المواد العضوية، وإدماجها، يمكننا تحقيق فهم أكثر اكتمالا من استخدام أي من التقنيات في عزلة.
بينما الاعتبارات الحرارية تعيين القيود في نهاية المطاف على ما التحولات المحتملة في نظام، بمراقبة أنشطتها إنزيم معدلات تفاعل الكائنات الحية الدقيقة وساطة تحلل المواد العضوية. وهكذا تماما فهم عناصر التحكم على تحلل المواد العضوية وإنتاج غاز (CO2 والفصل4) الاحتباس الحراري من الأراضي الرطبة في نهاية المطاف يتطلب نهجاً اوميكس متكاملة لوصف الأنشطة الانزيمية الميكروبية، وكذلك نواتج الأيض. في هذه المقالة، يصف لنا وسيلة لتحقيق تحليلاً شاملا من عينة واحدة استخدام نهج متسلسل أن النتائج في تحليل زوجي تماما. يوسع هذا النهج على المستقلب والبروتين، والدهون الاستخراج (مبليكس) البروتوكول الذي اقترن البروتيوميات مع GC-MS ومرض التصلب العصبي المتعدد-LC20 لتحديد نواتج الأيض الصغيرة، والبروتينات، والدهون من خلال دمج المعلومات الكمية المستقلب عن طريق الرنين المغناطيسي وتحديد أكبر نواتج الأيض الثانوية عن طريق فتيكر-السيدة “قليلاً” مختلفة إلى مبليكس، نبدأ البروتوكول مع استخراج المياه ثم استخراج استخدام متسلسلة مع المذيبات غير القطبية في شكل متزايد. وتتم جميع عمليات الاستخراج على عينة واحدة الذي يحفظ عينة عندما تكون كميات محدودة أو يصعب الحصول عليها ويقلل من خطأ تجريبي أدخلت من خلال التباين بين مختبرين من عينة غير متجانسة مصفوفات (مثلاً، والتربة، وحجر) أو الاختلافات في ظروف التخزين والمدة.
أخيرا، باقتران التحليلات أوم مع التحليلات البروتيوميات المجتمع الميكروبية، يمكننا أن نبني شبكات الأيضية التي تصف بمسارات والتحول من تحلل المادة العضوية. وهذا يسمح لنا لاختبار فرضيات محددة حول كيف ستؤثر اضطرابات للنظام في نهاية المطاف CO2 والفصل4 الإنتاج عن طريق تغيير في الركازات العضوية المتاحة ومتقبلون الإلكترون، والمجتمعات الميكروبية تلعب دور الوسيط في ردود فعل عن طريق نشاط إنزيم عوامل حفازة.
والهدف العام لهذا الأسلوب توفير بروتوكول إنتاجية واحدة لتحليل نواتج الأيض والدهون والبروتينات الميكروبية من عينة واحدة وبالتالي إنشاء مجموعة بيانات مقترن بالكامل لبناء شبكات الأيضية بينما تحد من الأخطاء التحليلية .
Protocol
Representative Results
Discussion
الواحد-الإنتاجية، تيار تماما إلى جانب التحليل المستخدمة لتوصيف نواتج الأيض والبروتين يوفر نظرة ثاقبة المسارات التي ج ركوب الدراجات التي تحدث في النظام إيكولوجي معقد. التربة والخث مصفوفات متجانسة، وذلك، واحدة من الخطوات الحاسمة لهذا الأسلوب يحدث في الخطوات الأولى في ضمان أن الخث انطلاق ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نود أن نشكر كانتون جيه بي و J.E. Kostka كولتون م. م. للمساعدة في جمع عينات الخث. أجزاء من هذا العمل أجريت في “مختبر العلوم الجزيئية البيئية”، الكيان التشغيلي المعين مكتب للعلم المستخدم منشأة برعاية مكتب البيولوجية والبحوث البيئية. وتتولى بننل Battelle للكيان التشغيلي المعين تحت العقد دي-AC05-76RL01830. وأيده هذا العمل وزارة الطاقة الأمريكية ومكتب العلوم والأبحاث مكتب البيولوجية والبيئية (المنح: دي-AC05-00OR22725، دي-SC0004632، DESC0010580، SC0012088 دي ودي-SC0014416).
Materials
| methoxyamine hydrochloride | Sigma Aldrich | 226904 | derivitization agent |
| 5 mm triple resonance salt-tolerant cold probe | Bruker | instrumentation | |
| capillary GC column HP-5MS column (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm) | Agilent | AG19091S-433 | instrumentation |
| reversed phase charged surface hybrid column (3.0 mm × 150 mm × 1.7 μm particle size) | ThermoFisher | instrumentation | |
| 2 mL glass vials | VWR International | 46610-722 | sample vials |
| autosampler vials | VWR International | 97055-324; 9467671 | sample vials |
| Chloroform | VWR International | JT9174-3 | solvent |
| Ethanol | VWR International | BDH67002.400 | solvent |
| methanol | VWR International | BDH85681.400 | solvent |
| pyridine | VWR International | BDH67007.400 | solvent |
| 2,2-dimethyl-2-silapentane-5-sulfonate-d6 | Sigma Aldrich | 178837 | standard |
| C8-C24 fatty acid methyl ester | Sigma Aldrich | CRM18918 | standard |
| N-methyl-N- (trimethylsilyl)trifluoroacetamide | Sigma Aldrich | 24589-78-4 | standard |
| Suwanee River Fulvic Acid standard | International Humic Substances Society | 2S101F | standard |
| trimethylchlorosilane | Sigma Aldrich | 89595 | standard |
| Tuning Solution | Agilent | ||
| FTICR-MS analysis software | Bruker | Compass DataAnalysis 4.1 | |
| Formularity Software | Pacific Northwest National Laboratory | Formularity | available for download at: https://omics.pnl.gov/software/formularity |
| GC-MS | Agilent | Agilent GC 7890A with MSD 5975C | |
| silica-based sorbent | Phenomenex (Torrance, CA) | Strata C18-E (PN 8E-S001-DAK) | |
| NMR TUBE 3MM 8 150 CS5 | VWR International | KT897820-0008 | NMR tube |
| Varian Direct Drive 600-MHz NMR spectrometer | Varian Inova | Varian Direct Drive 600-MHz | NMR spectrometer |
| Chenomx NMR Suite 8.3 | Chenomx | Chenomx NMR Suite | NMR software |
| ultra-performance liquid chromatograph | waters | Aquity UPLC H | liquid chromatograph |
| Velos-ETD Orbitrap mass spectrometer | ThermoFisher | Thermo Scientific LTQ Orbitrap Velos | mass spectrometer |
References
- Bridgham, S. D., Megonigal, P. J., Keller, J. K., Bliss, N. B., Trettin, C. The carbon balance of North American wetlands. Wetlands. 26 (4), 889-916 (2006).
- Wilson, R. M., et al. Greenhouse gas balance over thaw-freeze cycles in discontinuous zone permafrost. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 122 (2), 387-404 (2017).
- Broder, T., Knorr, K. H., Biester, H. Changes in dissolved organic matter quality in a peatland and forest headwater stream as a function of seasonality and hydrologic conditions. Hydrology and Earth System Sciences. 21 (4), 2035-2051 (2017).
- Ejarque, E., et al. Quality and reactivity of dissolved organic matter in a Mediterranean river across hydrological and spatial gradients. Science of The Total Environment. 599, 1802-1812 (2017).
- Valenzuela, E. I., et al. Anaerobic methane oxidation driven by microbial reduction of natural organic matter in a tropical wetland. Applied and Environmental Microbiology. 83 (11), e00645-e00617 (2017).
- Lehmann, J., Kleber, M. The contentious nature of soil organic matter. Nature. 528 (7580), 60-68 (2015).
- Keiluweit, M., Nico, P. S., Kleber, M., Fendorf, S. Are oxygen limitations under recognized regulators of organic carbon turnover in upland soils?. Biogeochemistry. 127 (2-3), 157-171 (2016).
- LaRowe, D. E., Van Cappellen, P. Degradation of natural organic matter: A thermodynamic analysis. Geochimica et Cosmochimica Acta. 75 (8), 2030-2042 (2011).
- Wilson, R. M., et al. Hydrogenation of organic matter as a terminal electron sink sustains high CO2: CH4 production ratios during anaerobic decomposition. Organic Geochemistry. 112, 22-32 (2017).
- Ye, R., Jin, Q., Bohannan, B., Keller, J. K., Bridgham, S. D. Homoacetogenesis: A potentially underappreciated carbon pathway in peatlands. Soil Biology and Biochemistry. 68, 385-391 (2014).
- Neubauer, S. C., Megonigal, J. P. Moving beyond global warming potentials to quantify the climatic role of ecosystems. Ecosystems. 18 (6), 1000-1013 (2015).
- Ma, S., et al. Data-Constrained Projections of Methane Fluxes in a Northern Minnesota Peatland in Response to Elevated CO2 and Warming. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 122 (11), 2841-2861 (2017).
- Conrad, R. Contribution of hydrogen to methane production and control of hydrogen concentrations in methanogenic soils and sediments. Federation of European Microbiological Societies Microbiology Ecology. 28 (3), 193-202 (1999).
- Cunada, C. L., Lesack, L. F. W., Tank, S. E. Seasonal dynamics of dissolved methane in lakes of the Mackenzie Delta and the role of carbon substrate quality. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123 (2), 591-609 (2018).
- Wilson, R. M., Tfaily, M. M. Advanced molecular techniques provide new rigorous tools for characterizing organic matter quality in complex systems. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123 (6), 1790-1795 (2018).
- Borton, M. A., et al. Coupled laboratory and field investigations resolve microbial interactions that underpin persistence in hydraulically fractured shales. Proceedingsof the National Academy of Sciences. 115 (28), E6585-E6659 (2018).
- Tang, K., Page, J. S., Smith, R. D. Charge competition and the linear dynamic range of detection in electrospray ionization mass spectrometry. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 15 (10), 1416-1423 (2004).
- Boiteau, R. M., et al. Structure Elucidation of Unknown Metabolites in Metabolomics by Combined NMR and MS/MS Prediction. Metabolites. 8 (1), 8 (2018).
- Walker, L. R., et al. Unambiguous Metabolite Identification in High-throughput Metabolomics by Hybrid 1DNMR/ESI MS Approach. Magnetic Resonance in Chemistry. 54 (12), 998-1003 (2016).
- Nicora, C. D., Burnum-Johnson, K. E., Nakayasu, E. S., Casey, C. P., White III, R. A., Roy Chowdhury, T., Kyle, J. E., Kim, Y. M., Smith, R. D., Metz, T. O., Jansson, J. K., Baker, E. S. The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples. J. Vis. Exp. (135), e57343 (2018).
- Folch, J., Lees, M., Sloane-Stanley, G. H. Extraction of fatty acid. Journal of Biological Chemistry. 226, 497-509 (1957).
- Tolic, N., et al. Formularity: software for automated formula assignment of natural and other organic matter from ultrahigh-resolution mass spectra. Analytical Chemistry. 89 (23), 12659-12665 (2017).
- Kim, Y. M., et al. Diel metabolomics analysis of a hot spring chlorophototrophic microbial mat leads to new hypotheses of community member metabolisms. Frontiers in microbiology. 6, 209 (2015).
- Hiller, K., et al. MetaboliteDetector: comprehensive analysis tool for targeted and nontargeted GC/MS based metabolome analysis. Analytical Chemistry. 81 (9), 3429-3439 (2009).
- Kind, T., et al. FiehnLib: mass spectral and retention index libraries for metabolomics based on quadrupole and time-of-flight gas chromatography/mass spectrometry. Analytical Chemistry. 81 (24), 10038-10048 (2009).
- Kyle, J. E., et al. LIQUID: an-open source software for identifying lipids in LC-MS/MS-based lipidomics data. Bioinformatics. 33 (11), 1744-1746 (2017).
- Kanehisa, M. Enzyme annotation and metabolic reconstruction using KEGG. Protein Function Prediction: Methods and Protocols. 1611, 135-145 (2017).
- Van Krevelen, D. W. Graphical-statistical method for the study of structure and reaction processes of coal. Fuel. 29, 269-284 (1950).
- Hodgkins, S. B., et al. Changes in peat chemistry associated with permafrost thaw increase greenhouse gas production. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (16), 5819-5824 (2014).
