第三代RNA扩增子测序揭示亚热带河口潮汐带微生物群落的动态变化

《Microbial Ecology》：Third-generation RNA Amplicon Sequencing Reveals the Dynamics of Microbial Communities in the Tidal Reach of a Subtropical Estuary

　　

摘要

河口生态系统以周期性潮汐为特征，这种潮汐会引发盐度的不稳定变化，但这些盐度变化如何影响微生物多样性、群落组成以及网络结构，目前仍不清楚。解答这一问题有助于我们更深入地了解周期性潮汐对河口微生物群落的影响。为填补这一知识空白，我们从珠江口潮汐区域采集了24小时内的每小时水样，通过RNA衍生的cDNA结合第三代（PacBio）扩增子测序技术，研究了在整个潮汐周期内原核生物和真核生物的微生物多样性及其共现网络的变化规律。该方法既能够捕捉活跃的微生物群落（通过使用RNA），又能实现高分辨率的分类鉴定（通过对16S rRNA基因/ITS区域进行全长测序）。研究结果表明，盐度是影响潮汐区域内微生物多样性和群落组成的主要因素，随着盐度上升，微生物的α多样性显著下降。此外，我们还发现盐度与微生物网络复杂度和稳定性之间存在非线性关系。值得注意的是，无论是单一域网络还是跨域网络，其稳定性都与连通性以及正负边比例P/N呈正相关。相比单一域共现网络，跨域网络虽然具有更高的复杂性（节点数、总连接数及平均节点度），但其稳定性（抗干扰能力和脆弱性）较低。总体而言，我们的研究为理解周期性盐度变化如何调控动态河口环境中的微生物群落结构及跨域相互作用提供了全面的见解。