深海系泊ADCP浮标生物膜微生物群落作为环境变化指示物的研究

本文首次系统研究了印度洋大陆坡150米深处ADCP（声学多普勒流速剖面仪）浮标生物膜的微生物群落特征，通过高通量测序揭示了其空间分异规律、代谢功能特性及潜在生态指示作用，为海洋生态环境监测和仪器生物腐蚀防治提供了重要科学依据。

　　

¹结果

Chao-1指数、Shannon指数和Simpson指数范围分别为594-1209、7.68-8.64和0.98-1.00（表2）。所有站点的Shannon指数均呈现时间动态变化，其中果阿和奥卡样本表现出较高的多样性。相反，维沙卡帕特南的香农多样性和Chao-1（物种丰富度）呈下降趋势。科勒姆样本则显示出较低的多样性和物种丰富度。通过主坐标分析（PCoA）和非度量多维尺度分析（NMDS）发现，不同站点的生物膜相关细菌群落存在明显分异，呈现出显著的空间聚类模式（图2a-b）。值得注意的是，阿拉伯海（果阿、奥卡、科勒姆）和孟加拉湾（维沙卡帕特南）的样本形成明显独立的聚类群组（图2a-b），PERMANOVA分析进一步证实了群落结构的显著空间差异（p<0.05）。

²讨论

本研究首次系统揭示了印度洋声学多普勒流速剖面仪（ADCP）浮标生物膜微生物群落的结构与分类组成。ADCP通过声学信号研究海流和浮游动物动态，为区域水动力学和生物生产力研究提供了关键数据（Chaudhuri等，2020；Mukhopadhyay等，2020；Aparna等，2022）。值得注意的是，最新研究表明声学振动（包括ADCP等仪器产生的声信号）可通过机械转导过程影响微生物群落和生物膜形成——物理振动作为环境信号调控细胞行为和胞外聚合物产量（Murphy等，2016）。香港团队2020年研究发现控制波动特性可通过增强或抑制机制调控生物膜生长。在此背景下，ADCP浮标不仅确保仪器稳定性，更为海洋生物膜形成提供了独特基质，为研究动态海洋环境中人工浸没表面的微生物适应机制提供了理想模型。

³结论

本研究开创性地揭示了印度洋大陆坡150米深处声学多普勒流速剖面仪（ADCP）浮标上发育的海洋微生物生物膜特征。高通量16S rRNA基因测序发现了具有站点特异性的微生物特征谱和代谢功能，阿拉伯海与孟加拉湾样本呈现明显聚类分化。功能预测表明维沙卡帕特南和果阿生物膜中应激相关核心代谢通路表达增强，所有站点的生物膜均积极参与碳、氮、硫及烃类的生物地球化学循环。特别值得关注的是，某些生物膜形成菌属在特定站点连续三年持续存在，展现出生态弹性并可作为长期生物膜动态的生物指示剂。多个站点检测到的塑料相关菌属（Amphritea, Crocinitomix, Ulvibacter, Oleiphilus）反映了周边海洋环境中塑料污染的广泛存在。解封后奥卡生物膜中脱硫杆菌门（Desulfobacterota）的出现暗示石油活动增加带来的人为影响，这些菌群可作为烃类污染的标记物。硫循环和腐蚀相关类群（Sulfurovum, Sedimenticola, Photobacterium, Tenacibaculum）的检出表明微生物诱导腐蚀（MIC）风险持续存在，可能影响海洋仪器的耐久性。这些深海洋生物膜形成菌的研究成果不仅为微生物生态和生物地球化学功能提供了宝贵见解，更凸显了其作为海洋污染站点特异性微生物标志物的重要价值。