干涸与城市排放物对地中海溪流细菌群落多样性及组成的联合效应

《ISME Communications》：Urban effluents override drying legacy in stream biofilm bacterial communities

　　

摘要

溪流生物膜中的细菌群落在河流生态系统生态功能中发挥着基础性作用，参与养分循环、有机物分解和初级生产，同时也可作为生态系统健康的指示生物。在地中海溪流中，这些群落越来越多地暴露于多种不同强度的连续胁迫因子之下，例如干涸和化学污染，但其综合效应仍知之甚少。本研究在四条溪流中进行了一项野外实验，通过人工基质的定殖，随后将其暴露于不同的干涸制度（间歇性与连续性）下，之后迁移至接收城市排放物的河段。采用16S rRNA基因高通量测序技术对细菌群落进行了表征。两种胁迫因子均显著改变了群落多样性和组成，且在不同溪流间表现出一致的反应。连续干涸作为强烈的环境筛选因子，降低了多样性，促进了如芽孢杆菌和放线菌等耐逆类群的繁盛，同时降低了蓝藻菌的相对丰度。相比之下，排放物暴露促进了群落均质化和来自排放物的类群再定殖，主要由蓝藻菌和γ-变形菌主导。在间歇性和连续性两种制度下，先干涸后暴露于城市排放物的连续胁迫进一步塑造了细菌群落。然而，干涸的遗留效应通常较弱，且大多被排放物输入所覆盖。尽管一些早期定殖的耐逆类群得以存活，但群落重组主要由排放物来源的定殖和本地环境条件驱动。总体而言，这些结果表明，扰动序列和强度以及初始群落组成共同调节着微生物弹性和群落重组，对河流生态系统功能具有明确的启示意义。