编辑推荐：
本研究利用 16S rRNA 基因扩增子测序，分析中国东海两次日本原甲藻（Prorocentrum shikokuense）赤潮中附着（CA）与自由生活（FL）细菌群落的组装机制、动态变化及共现模式。发现两者组成和动态差异显著，受不同组装过程和环境因素影响，CA 群落在营养循环和细胞溶解功能上更富集，为赤潮治理提供新视角。
研究背景与目的
有害藻华（HABs）对海洋生态系统和人类健康构成威胁，微生物群落在其发生、发展和消亡中起关键作用。附着于藻细胞表面的附着细菌群落（CA）与周围海水中的自由生活细菌群落（FL）在赤潮演替中的差异、变化机制及生态功能尚不明确。本研究以中国东海两次日本原甲藻（Prorocentrum shikokuense）赤潮为对象，通过 16S rRNA 基因扩增子测序，解析两类群落的组成、动态、组装机制及共现模式，探讨藻际细菌群落在不同地理种群中的相似性及生态功能。
材料与方法
在 2014 年长江口（PD14）和 2018 年福建三沙湾（PD18）的两次赤潮事件中，采集不同阶段的表层海水样本。通过 200 μm 筛网过滤去除浮游动物后，依次用 3 μm 和 0.2 μm 滤膜分离 CA 和 FL 细菌。提取 DNA 后，对 16S rRNA 基因 V3–V4 区进行 PCR 扩增和 Illumina HiSeq 测序。利用 QIIME2 pipeline 处理序列，分析 α 多样性、β 多样性、群落组成、环境因子影响、生态过程及共现网络，并通过功能注释预测群落代谢功能。
关键结果
群落组成与多样性
CA 和 FL 群落组成差异显著，核心菌门包括变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）、放线菌门（Actinobacteriota）和浮霉菌门（Planctomycetota），占总扩增子序列变体（ASVs）的 81.8%–95.8%。CA 群落结构在赤潮发展过程中变化更明显，但不同时空的 CA 群落结构相似。α 多样性显示，CA 群落在赤潮期的 Chao1 丰富度和 Shannon 多样性显著升高，而 FL 群落相对稳定。
组装机制与环境影响
环境因子对 FL 群落的影响更大，解释了 33% 的群落变异，而 CA 群落仅 24%。均一化选择（homogeneous selection）主导 FL 群落组装，而 CA 群落更受随机过程（尤其是扩散限制，DL）影响。中性群落模型（NCM）显示，CA 群落在 PD14 事件中扩散限制更强（迁移率 0.025 vs FL 0.058），随机过程对 PD18 事件群落的影响更大。
生态功能与共现网络
CA 群落富集营养循环（如氮固定）和细胞溶解功能，预测功能分析显示其与 FL 群落在代谢途径上显著分离。共现网络分析表明，CA 群落的节点、边和模块更少，互作网络更简单，而 FL 群落网络更复杂稳定。CA 群落中根瘤菌目（Rhizobiales）丰度较高，可能与氮固定相关，而交替单胞菌目（Alteromonadales）在赤潮消亡期减少，暗示其参与藻细胞裂解。
时空一致性与功能保守性
尽管地理和时间隔离，两次赤潮的 CA 群落共享 224 个 ASVs，主要分布于红杆菌目（Rhodobacterales）、黄杆菌目（Flavobacteriales）和交替单胞菌目，功能上均以化学异养和有氧化学异养为主。这表明藻际细菌群落在不同赤潮事件中具有组成和功能的保守性。
结论与意义
本研究揭示了 CA 和 FL 细菌群落在赤潮中的差异化动态和生态功能：CA 群落受扩散限制影响更大，功能上侧重营养循环和藻细胞互作，可能在赤潮发展和消亡中起关键作用；FL 群落更易受环境因子驱动，参与广域生态过程。研究结果深化了对藻菌互作机制的理解，为赤潮预测和海洋生态保护提供了微生物组学依据。未来需结合宏基因组和代谢组学，进一步解析关键菌属与藻细胞的互作机制。
