我实验室创新团队发现关键微生物在调控东湖微生物群落的生态稳定性上扮演重要角色

我实验室创新团队发现关键微生物在调控东湖微生物群落的生态稳定性上扮演重要角色

话题标签：#关键微生物 #群落稳定性 #网络分析

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本研究采用网络分析东湖近十年微生物数据，揭示了东湖微生物群落由关键微生物调控的稳定性季节差异。

摘要：

微生物群落是维持自然和人造生态系统功能和稳定性的关键因素。通常来说，大多数微生物不是作为独立的种群生活，而是共存并相互发展出复杂的相互作用。此外，微生物群落可能会发生相应变化以适应环境干扰。然而，之前研究主要集中在环境变化如何影响微生物群落的结构、组成和组装模式。我们对环境变化对微生物相互作用和群落稳定性的影响了解较少。

我实验室海洋生命过程与生物资源利用创新团队通过网络分析分析了一个长期（近十年）的高通量测序数据集，以说明湖泊生态系统中微生物稳定性如何随季节变化。结果表明，不同季节的微生物网络存在明显差异，秋季为最复杂的网络表现出最高的稳定性。我们发现微生物之间的强连接结构（大模块）与水温和pH值显著相关（P < 0.05），这将对关键微生物产生负面影响并破坏微生物群落的稳定性。具有较多关键微生物的网络通常是稳定的，而去除关键微生物将导致网络不稳定。此外，由于环境过滤和相关的种间相互作用，关键微生物在季节中是特定的。这些结果表明，环境因素的季节性变化可以通过调节关键微生物来影响微生物网络和群落稳定性。因此，关键微生物可以作为反映湖泊生态系统中微生物群落季节性稳定性的指标。这些发现提高了我们对微生物季节性相互作用的理解，并揭示了微生物群落如何在水生生态系统中保持其季节性稳定性的机制。

研究成果于2022年2月22日在Ecological Indicators（中科院SCI二区，影响因子4.98）上发表，题目为“Ecological stability of microbial communities in Lake Donghu regulated by keystone taxa”。中山大学硕士研究生刘升炜与创新团队骨干成员颜庆云教授分别为文章的第一作者和通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金、南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.108695

初审：  颜庆云

撰稿人：刘升炜

投稿人：刘升炜

图1. 关键微生物调控东湖微生物群落的生态稳定性

图2. 生物和非生物因素对微生物群落稳定性的贡献