ISME | 资源异质性结构的水生细菌群落 / 开普饭

推荐：江舜尧

编译：艾奥利亚

编辑：董小橙

美国伊利诺伊大学（University of Illinois）Mario E. Muscarella等人于2019年5月3日在The ISME Journal发表题目为《Resource heterogeneity structures aquatic bacterial communities》的文章，该研究通过描述水生细菌群落和可溶性有机质（DOM）的关系，为明确资源异质性对资源多样性关系的贡献提供数据支撑。

文章摘要

研究背景：微生物受到自下而上的资源供给效应的强烈影响。物种多样性与资源集中程度可以表现出线性关系，但它同样可以表现出更复杂的非线性关系，如在中间浓度处出现多样性峰值。虽然许多物种对资源浓度的波动作出响应，但资源异质性可以通过生态位划分进而促进消费者多样性的潜力经常被忽视，而微生物多样性也可能受到资源库（经常反映了不同物质的混合）异质性的影响。

方法：该研究利用16S rRNA转录本序列分析了水生细菌群落的多样性，并用生态系统代谢组学方法表征了DOM的异质性。基于线性和多元模型分别探究了细菌α和β多样性与DOM的关系。

结果：利用16SrRNA转录本测序和生态系统代谢组学，该研究证明了细菌α多样性（丰富度和均匀度）与DOM中的体积浓度和分子数之间的密切关系。类似地，细菌群落的β多样性与DOM浓度和组成有关。然而，在一些湖泊中，资源普适者（可以多种底物为自身代谢提供能量）的相对丰富程度与DOM浓度成反比，这可能使DOM异质性对群落组成的影响评价降低。

结论：本研究揭示了资源异质性对资源多样性关系的影响，其中DOM异质性对这些关系产生的贡献程度要大于DOM浓度产生的贡献。此外，该研究还发现，在取样的许多湖泊中，资源的普适者相对普遍，但预测资源的普适者会降低资源异质性对资源多样性关系的影响。首先，由于资源普适者不会使用所有的资源，并且仍然可以显示其偏好，因此资源的变化仍然会对群落的组成产生影响。其次，除了资源的普适者之外，我们还发现了以单一资源作为底物的专一性类群。由于资源普适者的存在可能会限制资源异质性对当地群落的影响，该研究建议消费者属性（即通用型）和资源属性（即可用性）决定了群落对资源异质性的响应程度。因此，为了更好地了解细菌群落如何应对环境变化，如由于植物群落分布或全球气候变化而引起的有机物输入的时空变化，我们需要考虑哪些资源是可替代的，哪些资源组将以类似的和预测的方式变化。

文中重要图片说明

图1 | 可溶性有机质的主坐标分析（PCoA）排序。符号之间的距离表示每个湖中DOM之间的不同。用三个轴可以解释71%差异度（其中第三轴显示了14%的差异度变，化但数据并未显示）。符号大小反映溶解有机碳（DOC）浓度的变化。不同化学元素包括：pH，海拔（elev），面积，DOC，总氮（TN），总磷（TP），叶绿素a（Chl）。