近日，公司陈飚老师指导、硕士研究生包泽铭为第一作者在美国微生物学会旗下权威期刊Applied and Environmental Microbiology（中国科学院二区Top）上发表研究论文“Microbiome dynamics and functional profiles in deep-sea wood-fall micro-ecosystem: insights into drive pattern of community assembly, biogeochemical processes and lignocellulose degradation”。

微生物群落的存在和活动可能在深海木落生态系统的生物地球化学循环中发挥至关重要的作用。但以往的研究主要聚焦于木落微生物群落的多样性、群落组成及其环境影响，鲜有研究通过区分不同接触面探讨木落微生物组的群落动态和功能特征。该研究以“深海勇士”号载人潜水器于南海2321.6 m深度处采集到的深海木落样本为研究对象，结合木落生理指标、扩增子测序和宏基因组测序技术，探究了南海深海木落差异接触面细菌和真菌的多样性、群落结构、群落构建过程和功能特征。研究结果显示：1.除总硫含量外，其余的生理指标在木落差异接触面之间均存在显著的差异，表明木落差异接触面具有生境异质性，其可能会影响微生物的群落结构，并为环境过滤塑造微生物的群落构建过程奠定基础。2.扩散限制和均质扩散仅发生在木落的海水接触面和过渡区域。其中，细菌受到扩散限制的影响，而真菌则受到均质扩散的影响。由于扩散限制和均质扩散均与生物交换水平有关，因此，生物交换水平同样能够塑造木落细菌和真菌的群落构建过程。3.细菌能够通过多种代谢途径对木落生态系统的生物地球化学循环做出贡献。在高碳环境中（沉积物接触面），细菌参与的硫酸盐还原和甲烷生成过程能够同时进行。但进一步分析显示，细菌仅具备参与甲烷生成中间过程的相关功能基因。在氮限制条件下（过渡区域），细菌倾向于参与封闭的氮循环，以维持木落生态系统中的氮水平。（4）木落生态系统中的木质纤维素降解主要由真菌主导。陆生真菌小囊菌科（Microascaceae）和丛赤壳科（Nectriaceae）可能通过多种木质纤维素酶的协同作用降解木落生态系统中的木质纤维素。

该研究结果为深海木落生态系统微生物组的群落构建、生物地球化学循环和木质纤维素降解的驱动模式提供了新的见解，有助于深入理解有机质沉降对深海寡营养环境的生态影响。

文章信息如下：

Bao Zeming, Chen Biao, Yu Kefu, Wei Yuxin, Liang Xinyue, Yao Huanting, Liao Xianrun, Xie Wei, Yin Kedong. 2024. Microbiome dynamics and functional profiles in deep-sea wood-fall micro-ecosystem: insights into drive pattern of community assembly, biogeochemical processes, and lignocellulose degradation. Applied and Environmental Microbiology. https://doi.org/10.1128/aem.02165-24

南海深海木落采样地点及差异接触面

论文首页

文字作者：包泽铭

图片来源：论文配图

编辑：周剑、李珊羽

一审一校：陈飚

二审二校：梁甲元

三审三校：刘旗扬