内蒙古东北部丘状湿地细菌与真菌群落结构、功能预测及共现网络的微生境差异研究

湿地微生境异质性对土壤微生物群落的影响机制尚不明确。中国科学院团队通过扩增子测序技术，揭示了内蒙古东北部丘状湿地（hummock）与洼地（hollow）中细菌与真菌群落的响应差异。研究发现，尽管α多样性无显著差异，但β多样性分析显示微生物群落结构显著分化：细菌受pH、EC（电导率）和AP（有效磷）驱动，真菌则受pH、AKP（碱性磷酸酶）、MBC（微生物生物量碳）等调控。网络分析表明，洼地以细菌互作为主，而丘状湿地以真菌互作为核心，且氨基酸代谢功能在丘状湿地显著增强。该研究为湿地碳氮循环的微生境调控提供了新见解，发表于《Microbial Ecology》。

　　

湿地作为地球重要的碳汇，其生态系统功能高度依赖土壤微生物的调控。然而，传统研究常将湿地视为均质环境，忽视了微生境（如丘状湿地hummock与洼地hollow）在水分、pH和生化特性上的差异对微生物群落的潜在影响。这种认知局限阻碍了对湿地碳氮循环机制的深入理解。内蒙古东北部的丘状湿地因其独特的地形和显著的碳储存能力（69-83%的碳储存在hummock中），成为探究微生境-微生物互作的理想场所。

为解决这一问题，中国科学院团队在呼伦贝尔草原区的5个典型丘状湿地采集了30份土壤样本（hummock与hollow各半），结合扩增子测序（16S rRNA与ITS基因）和生物信息学分析，系统比较了微生物群落结构、功能及共现网络的差异。研究采用QIIME2和DADA2处理序列数据，通过PICRUSt2预测细菌代谢功能，FUNGuild分析真菌生态功能，并利用Gephi构建微生物共现网络。

微生物群落组成差异
研究发现，尽管Pseudomonadota（变形菌门）和Actinomycetota（放线菌门）在两类生境中均占主导，但hollow中寡营养型Acidobacteriota（酸杆菌门）和厌氧型Chloroflexota（绿弯菌门）显著富集（p<0.05）。LEfSe分析揭示，hummock特异性富集Pseudomonadota和Hypocreales（肉座菌目），而hollow中Erysiphales（白粉菌目）等腐生真菌增多。Spearman相关性显示，Actinomycetota与DOC（溶解性有机碳）呈正相关，而Acidobacteriota与pH、碳含量显著负相关（p<0.05）。

多样性及驱动因素
α多样性（Shannon和Chao1指数）无显著差异，但NMDS分析显示β多样性显著分化（细菌ANOSIM R=0.241，真菌R=0.140）。CCA分析表明，细菌群落受pH、EC和AP驱动（解释率26.76%），真菌则受pH、AKP和MBC调控（解释率32.07%）。

共现网络特征
网络拓扑参数显示，hollow中细菌网络的节点数、连接度和模块性更高，而hummock中真菌网络更复杂（平均聚类系数0.45）。Keystone物种分析发现，Pseudomonadota（9个ASV）和Ascomycota（子囊菌门，18个ASV）分别在细菌和真菌网络中起核心作用。

功能预测
PICRUSt2显示，hummock中氨基酸代谢功能显著增强（p<0.05），与高SOC（土壤有机碳）和β-GC（β-葡萄糖苷酶）相关。FUNGuild表明，hollow中endophyte-litter saprotroph（内生-凋落物腐生菌）丰度更高，可能与低碳输入下的分解策略有关。

该研究首次揭示了丘状湿地微生境通过调控微生物互作模式影响生态功能：hummock以真菌主导的紧密网络促进氨基酸代谢，而hollow依赖细菌模块化网络适应资源波动。这一发现为湿地修复中微生境设计的优化提供了理论依据，强调了保护微地形异质性对维持碳汇功能的重要性。研究结果发表于《Microbial Ecology》，由Xiaoai Cao与Huamin Liu等共同完成，得到国家自然科学基金（32160279）等项目的支持。