近期,我所在揭示长江口富营养化如何改变微生物生活史策略研究方面取得新进展。相关研究成果以题为“Eutrophication shifts microbial communities and life-history strategies in the Yangtze River Estuary”的研究论文发表在微生物学领域国际期刊《Frontiers in Microbiology》(JCR 1区,2024年影响因子为4.5)。我所李海洲博士为论文第一作者及共同通讯作者,周进研究员为通讯作者。
长江口作为我国最大的河流入海口,近年来随着社会经济快速发展,富营养化问题日益严重。针对长江口参与重要生源要素地球化学循环的典型微生物功能群,我所东海区渔业生态环境监测与评价创新团队采用16S rRNA扩增子测序和鸟枪法宏基因组学技术,开展了其对环境变化的分子响应机制研究。结果表明,长江口富营养化显著提高了底栖微生物的丰度,改变了微生物群落的α和β多样性,并导致与碳氮循环、病原性及抗生素耐药性相关的功能基因在长江口显著富集。在微生物生活史特征方面,研究显示长江口微生物群落具有更高的16S rRNA基因拷贝数(中位数2.75 vs. 2.56)、更强的密码子使用偏向性(0.0181 vs. 0.0178)、更快的生长速率(0.1054 h⁻¹ vs. 0.0951 h⁻¹)、更大的基因组(5.59 Mb vs. 5.46 Mb)、更高的GC含量(56.43% vs. 55.83%)以及更高的转座酶(3.46% vs. 1.71%),表明在富营养化驱动下长江口微生物群体呈现出从K策略向r策略转变的趋势。通过中性模型、零模型、方差分解分析,结合Mantel检验及控制地理距离的partial Mantel检验等统计方法,进一步揭示确定性环境选择过程在长江口微生物群落构建中起主导作用。该研究成果证实,人类活动导致的富营养化是驱动长江口微生物多样性、群落结构、功能及组装机制发生显著变化的关键因素,进而重塑了河口生态系统中微生物的生活史策略。
该研究得到国家自然科学基金委共享航次计划长江口科学考察研究(NORC2022-03)、青年基金(32100081)及中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2024QT03)等项目资助。

(渔业生态环境研究室 李海洲)