海院科研动态（140）| 近海浮游古菌季节性变化规律及其驱动机制研究取得新进展

近日，我院海洋生态学研究团队在揭示近海水体中浮游古菌群落的季节性变化规律及其驱动机制方面，取得了重要进展。研究以典型的亚热带河口——珠江口及临近海域为例，探讨了近海古菌群落的季节性变化规律及其受控因素，发现了区域季节性的磷酸盐浓度变化，是调节古菌群落丰度及其群落组成变化的关键生态因子，该成果对于理解近海微生物生态功能及其驱动机制，具有重要意义。

微生物活动主导着海洋碳、氮、磷等元素的生物地球化学循环，作为生命三域之一的古菌类群，在海洋微生物中的占比可达30%，但其如何响应河口及近海区域复杂多变的环境，仍然知之甚少。该团队通过对在珠江口及周边海域不同季节开展综合航次调查（图1），采集浮游古菌类群环境DNA样本，并通过定量PCR、高通量测序与统计学模型等方法，揭示了浮游古菌的季节性变化规律及其受控因素。

图1. 本研究开展的珠江口及邻近海域夏季（A）和冬季（B）的采样站点分布图

研究结果显示，该区域的浮游古菌主要由Marine Group I （MGI）和Marine Group II为组成，冬季以MG I占据丰度较高，占群落总数的近70%；而夏季MG I的比例则下降至45%左右，MG II的丰度则显著上升。随机森林模型、Mantel检验及广义加性模型分析均显示，磷酸盐浓度的季节性波动是影响夏冬两季古菌群落结构及丰度的极显著的生态因子（图2），这与该区域冬季水层混和加强导致深层来源磷酸盐补充强化的现象相一致，表明磷酸盐是区域古菌群落组成及丰度变化的重要驱动力（图3）。

图2. 随机森林揭示的冬、夏季生态因子差异显著性排序（A）及古菌受环境驱动因素的Mantel Test分析结果（B）

图3. 珠江口及临近海域浮游古菌季节性变化及其驱动机制的概念图

这一发现深化了我们对近海古菌环境适应机制的理解，也为预测在全球变化和人类活动影响下，近海生态系统中微生物驱动的生物地球化学循环的演变趋势提供了科学依据。

该研究成果近期以“Seasonal dynamics and environmental controls of planktonic archaea in a typical subtropical estuary”为题，发表于微生物学知名期刊《Microbiology Spectrum》上。我院2022级资源与环境专业博士研究生魏文雅为论文第一作者，谢伟教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（92051117、41776137）、广东省海洋经济发展专项（GDNRC[2021]62）、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）（SML2023SP218、SML2023SP238）等项目的资助。

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https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.00759-25