近期,我所在揭示長江口富營養化如何改變微生物生活史策略研究方面取得新進展。相關研究成果以題為“Eutrophication shifts microbial communities and life-history strategies in the Yangtze River Estuary”的研究論文發表在微生物學領域國際期刊《Frontiers in Microbiology》(JCR 1區,2024年影響因子為4.5)。我所李海洲博士為論文第一作者及共同通訊作者,周進研究員為通訊作者。
長江口作為我國最大的河流入海口,近年來隨著社會經濟快速發展,富營養化問題日益嚴重。針對長江口參與重要生源要素地球化學循環的典型微生物功能群,我所東海區漁業生態環境監測與評價創新團隊采用16S rRNA擴增子測序和鳥槍法宏基因組學技術,開展了其對環境變化的分子響應機制研究。結果表明,長江口富營養化顯著提高了底棲微生物的豐度,改變了微生物群落的α和β多樣性,并導致與碳氮循環、病原性及抗生素耐藥性相關的功能基因在長江口顯著富集。在微生物生活史特征方面,研究顯示長江口微生物群落具有更高的16S rRNA基因拷貝數(中位數2.75 vs. 2.56)、更強的密碼子使用偏向性(0.0181 vs. 0.0178)、更快的生長速率(0.1054 h?1 vs. 0.0951 h?1)、更大的基因組(5.59 Mb vs. 5.46 Mb)、更高的GC含量(56.43% vs. 55.83%)以及更高的轉座酶(3.46% vs. 1.71%),表明在富營養化驅動下長江口微生物群體呈現出從K策略向r策略轉變的趨勢。通過中性模型、零模型、方差分解分析,結合Mantel檢驗及控制地理距離的partial Mantel檢驗等統計方法,進一步揭示確定性環境選擇過程在長江口微生物群落構建中起主導作用。該研究成果證實,人類活動導致的富營養化是驅動長江口微生物多樣性、群落結構、功能及組裝機制發生顯著變化的關鍵因素,進而重塑了河口生態系統中微生物的生活史策略。
該研究得到國家自然科學基金委共享航次計劃長江口科學考察研究(NORC2022-03)、青年基金(32100081)及中國水產科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費專項(2024QT03)等項目資助。

(漁業生態環境研究室 李海洲)