《Ocean Microbiology》：Temperature-driven shifts in fungal community structure and potential pathogen prevalence in the surface water of Yangshan Deep-Water Harbor
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为探究大型港口水域真菌群落结构及其环境影响因子，研究人员以洋山深水港（Yangshan Deep-Water Harbor, YH）为核心区域，通过基于ITS1扩增子的宏基因组学方法，并结合淡水（Sanjia Port, SP）与海水（Gouqi Island, GI）对照样本，系统分析了真菌多样性。研究发现水温是塑造YH真菌群落的关键因素，且群落结构与海水更为相似；同时，研究揭示了细菌群落的共影响以及YH真菌群落相对较低的生态稳定性。尤为重要的是，在20°C的YH样本中，机会性人类病原体Candida parapsilosis的相对丰度超过60%，暗示了人为活动对港口真菌群落的重要影响。该研究为理解人类活动影响下的港口生态系统微生物动态提供了重要见解。
在辽阔的海洋生态系统中，真菌是一类长期被忽视但至关重要的真核微生物。它们在有机质分解、营养循环等过程中扮演着关键角色，是海洋“微生物循环”不可或缺的一部分。特别是在沿海河口与港口地区，淡水与海水交汇形成了独特的咸淡水环境，加之繁忙的人类活动（如航运、疏浚、陆源输入等），使得这些区域的微生物群落结构变得异常复杂而独特。洋山深水港（YH）作为中国东海最大的深水港，正是这样一个动态生态系统的典型代表。它坐落于长江口以南，既接收来自长江的淡水，又与东海的海水混合，形成了一个盐度、温度、浊度等多重环境因子剧烈波动的“微生物大熔炉”。尽管此前针对该海域的病毒多样性已有深入研究，揭示了其作为病毒基因库的重要角色，但对其真菌群落——“海洋真菌组”的认知却几乎是一片空白。港口环境中的真菌从何而来？是受临近的淡水还是海水影响更大？剧烈波动的水温如何塑造它们的群落结构？繁忙的人类活动是否会将陆地或人类相关的病原真菌引入海洋？这些问题不仅关乎基础生态学认知，也对评估港口环境的生态健康与潜在公共卫生风险具有重要意义。
为了回答这些问题，来自国内研究机构的研究团队在《Ocean Microbiology》上发表了一项研究。他们以洋山深水港（YH）为核心研究区域，并选取了临近的淡水水源三甲港（SP）和海水来源枸杞岛（GI）作为对照，展开了一项系统的真菌生态学研究。其核心目标是：评估水温对真菌多样性和群落结构的影响；评估临近淡水与海水来源对YH真菌群落的贡献；探究细菌与真菌群落之间的相互关系；并识别YH中是否存在人类病原真菌及其潜在来源。
为了达成这些目标，研究人员运用了几个关键的技术方法。首先是系统的采样设计，涵盖了YH、SP、GI三地多个站点在不同水温（10°C, 20°C, 30°C）下的表层水样本，以构建一个时空与温度梯度的分析框架。研究采用基于内部转录间隔区1（Internal Transcribed Spacer 1, ITS1）的扩增子高通量测序技术，来全面解析真菌群落的组成与多样性。同时，对部分YH样本还进行了细菌16S rRNA基因测序，以探究跨界微生物相互作用。在数据分析层面，除了常规的α与β多样性分析、主坐标分析（PCoA）和置换多元方差分析（PERMANOVA），研究还创新性地应用了共现网络分析来评估群落稳定性，并利用结构方程模型（Structural Equation Modeling, SEM）来量化并区分水温、细菌多样性、临近水源真菌输入等多个生态驱动因子对YH真菌群落的直接与间接影响。此外，通过比对一个包含314种临床相关真菌的数据库，研究团队对样本中潜在的人类病原真菌进行了鉴定与定量分析。
研究结果部分可归纳如下：
1. 真菌群落测序与OTU聚类
通过对54个样本的ITS1测序，共获得超过364万条高质量序列，聚类为7,933个操作分类单元（Operational Taxonomic Units, OTUs）。稀释曲线趋于饱和，表明测序深度足以捕获主要的真菌多样性。
2. 水温塑造洋山港的真菌多样性
分析表明，在相同水温下，YH内部不同站点间的真菌群落组成无显著差异，表现出空间同质性。然而，水温是驱动群落分异的最强因子。在10°C、20°C和30°C下，YH的真菌群落结构存在显著差异。有趣的是，20°C下的群落与10°C下的相似性，高于其与30°C下的相似性。此外，20°C下的真菌多样性指数（如Sobs、Shannon）波动最大，暗示该温度下的群落可能最不稳定。
3. 淡水（SP）和海水（GI）真菌群落对洋山港的影响
通过主坐标分析（PCoA）和Circos图分析发现，YH的真菌群落在物种组成（存在/缺失）上与海水（GI）更为相似，约有75%的海水OTU也出现在YH中。然而，在相对丰度上（优势物种），YH的群落与海水和淡水均存在明显区别。YH中占主导地位的OTU（相对丰度>1%）绝大多数（>70%的序列）是YH所独有的或在其临近水源中丰度极低。这提示YH的真菌群落并非简单地由临近水源“输入”，而是形成了自身独特的组合，其中OTU1346是YH特有的优势类群。
4. 细菌多样性对洋山港真菌群落的影响
对YH样本的平行细菌群落分析显示，细菌的香农多样性指数普遍高于真菌。距离冗余分析（db-RDA）进一步揭示，细菌群落结构与真菌群落组成之间存在显著关联，表明细菌对真菌群落具有共影响。
5. 非生物与生物变量的共同影响
结构方程模型（SEM）量化了多个驱动因子的相对贡献。结果显示，水温对YH真菌群落结构的直接正向影响最强，其次分别是海水（GI）的真菌多样性、淡水（SP）的真菌多样性，以及YH本地的细菌多样性。而其他理化参数（如pH、总溶解固体TDS等）的影响不显著。
6. 洋山港真菌群落的分类学特征与潜在病原真菌
在分类学上，YH的真菌群落以子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为主导，两者合计占已分类序列的68.6%。值得注意的是，有大量OTU（1,344个，占序列的51.4%）无法被分类到已知物种，其中优势OTU7461约占总序列的10%，暗示YH可能存在大量未培养或新颖的真菌类群。
在人类健康方面，研究在YH中检测到27种潜在人类病原真菌。其在群落中的相对丰度呈现出强烈的温度依赖性：在10°C和30°C样本中占比低于10%，但在20°C样本中飙升至63.1%。其中，机会性病原体近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）在20°C的病原真菌中占据绝对主导（98.5%）。而在对应的淡水和海水样本中，C. parapsilosis的丰度极低，强烈提示其富集源于YH本地特有的人为影响因素，而非自然水源输入。
7. 真菌群落的生态稳定性分析
通过构建基于代表性OTU的共现网络，研究发现YH真菌网络的模块化程度和聚类系数低于淡水（SP）和海水（GI）网络，而中介中心性更高。这表明YH的真菌群落内部物种间联系模式更为简单、中心化，生态稳定性相对较低，可能更容易受到环境扰动的影响。
综合以上结果，本研究得出了明确结论并进行了深入讨论。洋山深水港的表层水真菌群落是一个由多重因子共同塑造的动态集合。水温是首要的构建力量，导致了明显的温度分区现象。临近海水是YH真菌物种库的重要来源，但YH通过环境过滤形成了自己独特的优势种群。细菌群落通过与真菌的相互作用（如竞争、共生等）共同影响着群落组装。尤为重要的是，人类活动留下了清晰的“指纹”：20°C下近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）的异常高比例，很可能与港口接收的受人类影响的陆源输入（如城市污水、农业径流、船舶排放等）有关，而非自然过程。此外，YH真菌群落显示出较低的生态稳定性和大量未分类的类群，这共同凸显了港口作为一种强烈人为扰动、兼具淡咸水特性的“生态交叉路口”的独特性。
这项研究的意义是多层次的。在科学上，它首次系统描绘了全球重要深水港的真菌群落图谱，深化了对河口港口这类特殊生境中微生物生态学过程的理解，特别是量化了生物与非生物因子的相对贡献。在应用上，研究揭示了港口环境可能作为人类病原真菌的“汇”甚至“扩增器”，为港口环境的生物安全监测与公共卫生风险评估提供了直接的科学依据。最后，研究所发现的大量未分类真菌OTU，提示海洋，特别是受人类影响的近海环境，仍蕴藏着巨大的真菌多样性等待发掘，是挖掘新型微生物资源与基因库的宝地。总之，该工作不仅解答了关于港口真菌群落来源与驱动的核心科学问题，也为我们审视人类世背景下海洋生态系统的变化与健康提供了真菌学视角的重要案例。
