大陆尺度蓝碳生态系统微生物组：分类分化下的功能冗余与稳定性维持机制

《Nature Communications》：Resilience of blue carbon microbiomes in response to ecological and anthropogenic filtering

　　

摘要

全球变化正威胁着维持蓝碳生态系统（BCEs）服务与功能的微生物联合体，但关于这些联合体的组成与功能如何响应生态及人为胁迫，目前所知甚少。在此，我们从 116 个代表性生境（包括红树林、盐沼和海草床）构建了大陆尺度的微生物基因组目录，并获取了 1954 个非冗余宏基因组组装基因组（MAGs）。我们发现，蓝碳生态系统微生物组在分类学上与陆地、海洋及边缘海生态系统显著不同，且生态系统类型和空间分布进一步分化了群落组成。环境过滤作用限制了分类组成，然而功能组成在很大程度上不受分类更替的影响。特化的 KEGG 直系同源基因支撑了所有蓝碳生态系统中保守的 90% 以上的代谢功能。值得注意的是，在碳固定方面，系统发育上分歧的功能谱系提供了功能冗余，这可以缓解物种替代带来的影响。总之，本研究量化了蓝碳生态系统对未来物种丧失的脆弱性，同时提供了科学依据，表明在系统发育冗余的支撑下，蓝碳生态系统尽管面临环境变化，仍可能维持功能稳定性。