探究扰动条件下微生物的生命史策略：基于性状的厌氧系统计算分析

《npj Biofilms and Microbiomes》：Uncovering microbial life-history strategies under disturbance: a trait-based computational analysis of anaerobic systems

　　

摘要

基于特征的方法有助于简化生态系统复杂性，从而研究干扰-多样性-功能之间的关系。这些框架根据生物的功能特征对它们进行分类——即影响生长、存活和繁殖的特征——为理解群落如何应对环境变化提供了机制基础。这类方法在生态学领域已取得成功，但迄今为止仅在少数微生物生态系统中得到应用，比如土壤微生物群落以及用于处理废水的好氧生物反应器。在本研究中，我们在重复设置的中温厌氧生物反应器中应用了Grime的竞争者-耐受性-杂草型框架，这些反应器在90天内经历了不同频率的干扰（生物量清除），且干扰次数保持不变。生物反应器中接种了全规模厌氧消化器的污泥，并投喂初级污泥和废弃活性污泥的混合物。我们采用了基因组解析的宏基因组学方法来评估微生物群落的组成和功能潜力。研究发现，在不同的干扰强度下，微生物群落可划分为三组，这表明它们采用了三种不同的生活史策略。本研究首次利用基因组解析技术证明了基于特征的生活史策略在受干扰的厌氧微生物系统中的适用性，为理解和管理受干扰条件下的微生物生态系统提供了新的视角。