近距离红树林根际细菌群落分化的组装机制

以下文章来源于mLife Journal ，作者郭子骁等

中山大学生命科学学院生态与进化基因组学研究团队的文章“Assembly processes underlying bacterial community differentiation among geographically close mangrove forests”于2023年3月23日在mLife正式上线。该研究团队比较了海南东寨港河口上、中、下游不同地点3种红树植物的根际细菌群落，结果发现，尽管3个采样点地理距离仅数公里，细菌多样性、物种组成和互作网络均存在差异显著，远大于不同红树物种之间差异，扩散限制和同质选择对红树植物根际细菌群落组装具有关键影响。

背景介绍

细菌群落在红树林生态系统营养物质的循环中起着关键作用。红树植物所生长的潮间带环境波动很大，红树植物根际细菌群落的构建受到地理距离、沉积物理化性质和植物种类等多种因素的复杂影响。但是，这些因素的相对重要性以及关键因素通过影响群落组装的哪些过程来塑造红树植物的根际细菌群落仍不清楚。

科学发现

该团队分析了海南东寨港河口上、中、下游3个地点的3种红树植物(桐花树、木榄和秋茄)的根际细菌群落。尽管这3个地点仅相距5-12公里，但研究发现3个地点间的Shannon指数差异显著， PCoA和PERMANOVA分析均表明细菌的多样性主要按照地理归属而非植物物种聚类（图1）。从OTU组成来看，3个地点的组成差异明显。通过构建细菌互作网络发现，3个地点的网络在节点数、边数、网络平均连接度和模块化等维度差异明显，而不同植物物种构建网络则差异相对较小。

图1 海南东寨港3个地点红树植物根际微生物群落多样性

该团队发现扩散限制和同质选择对3个地点的红树植物根际细菌群落的组装均有重要影响。利用iCAMP方法分析发现，在部分细菌谱系组里，扩散限制或同质选择占据主导地位，说明该部分类群可能对群落的组装起着关键性作用（图2）。虽然河口潮间带流动性强，扩散限制能够在几公里的地理范围内产生显著的细菌群落差异。此外，发现不同植物物种间beta多样性跟环境距离呈正相关，说明不同植物物种间相似的环境条件，譬如丰富的碳和氮含量，可能塑造了相似的细菌群落。

图2 扩散限制、同化扩散、同质选择和异质选择在不同细菌谱系组的占比情况

总结展望

红树林的保护和恢复需要对红树林生态系统中的细菌群落组装有实质性的了解。该团队发现地理距离可能通过扩散限制机制对红树植物根际群落组装发挥关键作用，超过不同植物物种对群落组成的影响。由于红树林的地理分布非常广泛，充分理解不同地区红树林细菌群落的差异对于红树林恢复和保护具有现实意义。

引用本论文：Liu L, Wang N, Liu M, Guo Z, Shi S. Assembly processes underlying bacterial community differentiation among geographically close mangrove forests. mLife. 2023; 2: 73–88.

https://doi.org/10.1002/mlf2.12060

通讯作者

刘路  博士后

作者单位：中山大学

作者简介：博士，中山大学生命科学学院博士后，致力于红树林生物多样性研究，近期工作主要关注红树林根际微生物群落的多样性和组装机制，以及红树林昆虫和底栖动物的DNA条形码标准序列构建。

通讯作者

郭子骁  副教授

作者单位：中山大学

作者简介：博士，中山大学生命科学学院副教授。以红树植物为模型研究适应性进化，在红树植物适应潮间带的基因组机制、海平面变化下红树植物群体演化的生物地理机制、以及红树植物根际微生物群落组装等方面开展研究。

转自：“蔻享学术”微信公众号

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