《Environmental Microbiome》：Methane cycling microorganisms drive seasonal variation of methane emission in mangrove ecosystems
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为破解红树林CH排放“源-汇”动态不清的难题，作者整合16S、宏基因组与宏转录组，首次揭示深圳湾红树林夏季产甲烷高峰、秋季氧化的“错位”节律，提出盐度主导、人为氮负荷协同的微生物调控模型，为蓝碳湿地精准核算提供新范式。
深圳湾的潮间带，每当夏季暴雨后，红树林根部会冒出串串气泡，其中 potent greenhouse gas 甲烷（CH）的嗅鸡蛋味常被误认为是“湿地腐败”。然而，这些肉眼难辨的气体究竟何时、为何、被谁制造又被谁吃掉？全球碳库核算却长期把它当“黑箱”：潮起潮落间，红树林到底是碳汇还是甲烷源？若无法精准回答，蓝碳战略就可能因“漏算”而大打折扣。
为拆穿这个黑箱，Cui-Jing Zhang 与 Junjie Hou 等人以深圳福田国家自然保护区为天然实验室，在 2021 年 3 月至 2022 年 1 月连续 11 个月、每月 6 站点采集 198 份气样与 66 份沉积物，同步测定 CH/CO 通量，并以 16S rRNA 扩增子、宏基因组、宏转录组三联法锁定功能基因 mcrA（产甲烷终端酶）与 pmoA（好氧甲烷单加氧酶），首次把时间轴、转录活性与环境驱动因子耦合，描绘出“谁在什么季节做什么事”的完整闭环。
研究结论直指：夏季低盐（<8‰）+富氮城市径流刺激氢型 Methanomicrobiales、乙酸型 Methanosaeta 与甲基型 Methanomassiliicoccales 同步高表达 mcrA，CH 通量峰值达 141.9 mmol m h；秋季盐度回升，ANME-2b、ANME-1 与 Methylococcaceae 的 mcrA/pmoA 转录量反超产甲烷菌，形成“微生物甲烷过滤器”，使净排放下降 60%。该“错位”节律证实红树林存在 cryptic methane cycling——同一沉积层内同步产消，挑战了传统“净通量=产-消”线性假设，也为蓝碳清单引入“季节校正系数”提供理论依据。
作者使用关键技术：①静态箱-气相色谱连续监测 CH/CO 通量；② DNeasy PowerSoil 提 DNA、RNeasy 提 RNA；③ Illumina HiSeq 双端测序 16S、宏基因组（40 样本×60 Gb）与宏转录组（40 样本×30 Gb）；④ qPCR 定量 16S 与 mcrA 拷贝；⑤ MetaWRAP 组装 binning 获得 36 个产甲烷与 10 个甲烷氧化 MAGs；⑥ HMM 建库筛选 mcrA/pmoA 并建系统树；⑦ BWA+SAMtools 比对转录本，FPKM 标准化；⑧ PERMANOVA 与 Spearman 解析环境-微生物-通量关系。
研究结果分四部分：
通量时空格局
红树林平均 CH 通量 6.1 mmol m h，显著低于光滩 18.8；夏季峰值使全年排放的 57% 集中在 6–9 月，CO 无季节差异。
微生物群落与多样性
细菌占 97.8%，Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes 主导；古菌仅 2.2%，但秋季 Crenarchaeota 相对丰度翻倍。PCoA 显示“季节+生境”共同驱动群落差异（R=0.327）。
功能基因与 MAGs
宏基因组检出 349 条 mcrA、20 条 pmoA 非冗余序列，系统发育确认氢型、乙酸型、甲基型产甲烷菌及 ANME-1/2b、Methylococcaceae 为优势功能群；MAGs 完整度 50–98%，污染 <10%。
转录活性季节“错位”
夏季 mcrA 总 FPKM 达 285， autumn 降至 156，但 ANME-mcrA 与 pmoA autumn 升至 4000，显著高于其他季节（P<0.05），形成“夏产秋消”格局；盐度与 CH 通量呈负相关（R=0.12），NH 呈弱正相关（R=0.05）。
结论与讨论强调：城市红树林高 CH 排放并非单纯温度效应，而是“低盐窗口+富营养”协同激发氢型与甲基型产甲烷菌转录，随后秋季 ANME 与 Methylococcaceae 高表达氧化酶，构成内部循环。该机制为全球湿地甲烷模型提供“盐度阈值”与“季节错位”双参数，也提示可通过调控淡水排放、强化本土 ANME 与 Methylococcaceae 活性实现“微生物精准减排”。论文发表于《Environmental Microbiome》，为蓝碳湿地纳入国家温室气体清单提供了可操作的微生物学证据。
