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为探究湿地干燥时微生物群落功能基因组成与多样性变化，研究人员对西溪国家湿地公园池塘、沼泽地、泥炭地的 MCGs、NCGs、SCGs、PCGs、ARGs 等进行宏基因组分析。发现沼泽地功能基因多样性最高，泥炭地 ARGs 丰度最高，揭示干燥可能威胁生态健康。
湿地作为地球重要的生态系统，在碳、氮、硫、磷等元素循环中扮演关键角色，其微生物群落通过功能基因驱动物质转化。然而，气候变化与人类活动导致湿地干燥化加剧，微生物功能基因在这一过程中的变化机制尚不明确。比如，干燥如何影响甲烷生成与氧化、脱氮、硫酸盐还原等关键过程？抗生素抗性基因（ARGs）、移动遗传元件（MGEs）等抗性组在干燥环境中又会如何演变？这些问题直接关系到湿地生态健康与人类健康风险评估。
为破解这些科学谜题，杭州师范大学的研究人员以浙江西溪国家湿地公园为研究区域，针对池塘（水深 0.5-2 米）、沼泽地（水深 0-0.5 米）、泥炭地（水深 0 米）三种典型干燥梯度生境，开展了微生物群落功能基因的宏基因组学研究。该研究成果发表在《Applied Soil Ecology》，为湿地生态管理提供了重要科学依据。
研究采用宏基因组技术，对甲烷循环基因（MCGs）、氮循环基因（NCGs）、硫循环基因（SCGs）、磷循环基因（PCGs）以及抗性组（ARGs、MGEs、毒力因子 VFs）的丰度与多样性进行分析，并通过分箱分析鉴定核心功能微生物组。
多样性和组成分析
对三种生境中微生物介导的生物地球化学循环功能基因分析显示，甲烷循环基因（MCGs）丰富度在 174-248 之间，平均 219；氮循环基因（NCGs）丰富度 48-62，平均 56；硫循环基因（SCGs）丰富度 137-170，平均 156。其中，沼泽地的功能基因多样性最高，甲烷循环基因平均丰富度 245，氮循环基因 60，硫循环基因 165，磷循环基因 125，抗性组相关基因（ARGs 116、MGEs 39、VFs 546）也呈现较高水平。
抗性组与毒力因子特征
泥炭地表现出独特的抗性组特征，抗生素抗性基因（ARGs）丰度最高（平均 clean reads＞9000），尤其是多重耐药相关基因显著富集。同时，从池塘到泥炭地，与营养 / 代谢类型相关的毒力因子丰度呈上升趋势，提示干燥化可能促进病原微生物相关功能基因的积累。
核心功能微生物组
通过分箱分析，研究识别出 Ottowia、Planktothrix、Geminocystis 等核心功能微生物，它们在碳、氮、磷循环中起主导作用。泥炭地的代谢基因丰度最高，表明干燥生境可能通过改变微生物组成，影响物质代谢路径的活跃程度。
研究表明，湿地干燥化显著改变微生物功能基因的组成与丰度。沼泽地因适中的水分条件，维持了更高的生物地球化学循环基因多样性，而泥炭地则因长期干燥，成为抗性基因的 “热点” 区域，尤其是多重耐药基因的富集，可能通过水平基因转移增加公共健康风险。此外，毒力因子与营养代谢类型的关联提示，干燥胁迫下微生物的代谢策略可能与致病潜力变化相关。
该研究首次系统揭示了湿地干燥梯度下微生物功能基因的动态规律，为理解气候变化对湿地生态功能的影响提供了宏基因组学证据，也为 urban wetlands 的保护与管理敲响了警钟 —— 不合理的水文管理可能通过微生物群落结构改变，加剧生态失衡与健康风险。未来研究可进一步追踪抗性基因的传播路径，为制定针对性的湿地修复策略提供科学支撑。
