《Microorganisms》：Transcriptomic Analysis of Fusarium verticillioides Across Different Cultivation Periods Reveals Dynamic Gene Expression Changes
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本综述通过高通量测序技术，系统比较了西太平洋BPC与东太平洋UK-1多金属结核区沉积物中细菌、古菌和真菌的群落结构差异。研究发现，微生物群落组成受水深、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和δ15N等环境因子显著影响，且东、西太平洋区域在微生物互作网络稳定性方面存在显著差异，为深海采矿活动的生态影响评估提供了重要科学依据。
微生物群落结构与分布模式在西太平洋多金属结核区的特征
通过对西太平洋北京先驱高技术开发公司（BPC）合同区M2区块的沉积物样本进行高通量测序分析，研究发现该区域微生物群落具有明显的垂直分布规律。在0–5 cm表层沉积物中，细菌、古菌和真菌的α多样性均显著高于5–10 cm深层沉积物，其中细菌多样性最高，古菌次之，真菌最低。主坐标分析（PCoA）显示，细菌和古菌的β多样性在表层样本中聚集更为紧密，表明表层微生物群落结构具有较高相似性，而深层样本则呈现出随地理梯度分布的特点。
在群落组成方面，细菌以变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为主，古菌几乎全部由泉古菌门（Crenarchaeota）占据（超过99%），真菌则以子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为主要类群。通过Mantel检验与标准化随机性比率（tNST）分析，发现水深、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和δ15N是驱动微生物群落空间分异的关键环境因子，其中细菌对环境因子的响应最为敏感，古菌次之，真菌受随机过程影响更大。
东、西太平洋多金属结核区微生物群落的比较分析
对比西太平洋BPC与东太平洋UK-1两个区域的微生物群落发现，在门水平上，两地均以变形菌门、绿弯菌门和泉古菌门为优势类群，但相对丰度存在差异：绿弯菌门在西太平洋更具优势，而变形菌门和浮霉菌门（Planctomycetota）在东太平洋更为突出。随着分类层级细化至纲、目水平，两地群落差异逐渐加剧。古菌方面，东太平洋UK-1区域的纳米古菌门（Nanoarchaeota）相对丰度显著高于西太平洋。真菌群落则在纲水平上表现出显著的空间异质性，西太平洋以未分类子囊菌、座囊菌纲（Dothideomycetes）和散囊菌纲（Eurotiomycetes）为主，东太平洋则以担子菌门中的黑粉菌亚门（Ustilaginomycotina）和伞菌亚门（Agaricomycotina）占优。
两地环境背景的差异是导致微生物群落分异的重要原因。东太平洋UK-1区域水深较浅（约4000米），表层水体叶绿素a浓度较高（0.11–0.13 mg/m3），且处于氧最小层（OMZ）影响范围内，有机质沉降通量较大，沉积物中TOC和TN含量相对较高；而西太平洋BPC区域水深超过5000米，营养盐输入有限，结核丰度与覆盖率也较低，形成了相对贫营养的沉积环境。此外，两地结核的金属组成（如Mn/Fe比值）及成因类型（水成 vs 成岩-水成混合）的差异也可能通过影响局部地球化学环境而间接调控微生物的代谢途径与群落构建。
微生物共现网络结构与生态系统稳定性评估
通过构建微生物共现网络（|ρ| > 0.8，p < 0.005）发现，西太平洋BPC的网络具有更高的密度和节点连接度，但模块化程度和聚类系数较低，表明其微生物类群间存在更紧密的互作关系，系统整体连通性强，但对关键节点的扰动更为敏感。东太平洋UK-1的网络则表现出更高的模块化和聚类系数，边数量较少，说明其微生物群落结构更为分散，系统稳定性与恢复力更强。
Zi-Pi分析进一步揭示，东太平洋网络中几乎不存在模块枢纽（module hubs）和连接器（connectors），微生物间互作强度较弱，而西太平洋网络中细菌类群在维持网络结构中发挥核心作用。根据胁迫梯度假说（SGH），东太平洋较高的环境变异性和营养输入可能导致微生物以竞争关系为主，而西太平洋相对稳定的低营养环境则更易形成协作型互作。在未来的深海采矿活动中，沉积物表层移除和金属释放可能对微生物网络造成扰动，东太平洋UK-1的微生物群落预计具有更高的生态恢复力。
结论与展望
本研究系统揭示了太平洋多金属结核区微生物群落的区域分异规律及其环境驱动机制。西太平洋BPC以绿弯菌门、泉古菌门和子囊菌门/担子菌门为优势微生物类群，其群落结构显著受水深、TOC、TN和δ15N调控；东、西太平洋区域在门、纲、目水平上的微生物组成差异随着分类层级的细化而加剧；网络分析表明东太平洋UK-1的微生物群落具有更高的模块性和稳定性，可能更耐受未来采矿干扰。该研究为深海微生物生物地理学提供了跨区域对比框架，也为评估深海采矿的生态影响提供了网络层面的理论依据。未来需结合宏基因组与代谢通量分析，进一步揭示微生物功能潜力与元素循环的耦合机制。
