《Marine Pollution Bulletin》文章：多组学揭示奇古菌在近岸低氧区的生态优势及其氮-碳耦合作用

水体富营养化与全球气候变化导致近岸缺氧问题日益严重。溶解氧不仅决定微生物代谢路径，还深刻影响海洋生态系统结构与生物地球化学循环。然而不同氧梯度下微生物群落的组成变化及其功能响应机制仍缺乏系统认知。
研究团队于2020年夏季对长江口邻近东海低氧区开展综合调查，结合高通量16S rRNA基因测序、宏基因组与宏蛋白质组学，系统解析了从富氧到低氧梯度下微生物群落结构与代谢功能的响应特征。结果表明，氧梯度驱动微生物群落发生显著重构，表层富氧水体以光合浮游植物（聚球藻）和机会主义异养细菌（黄杆菌、远洋杆菌）为主，底层低氧水体则转向化能自养菌（奇古菌、硝化螺旋菌）和兼性厌氧菌（浮霉菌、MGII），沉积物再悬浮进一步促进了颗粒附着类群的增长。氮代谢功能在氧梯度下发生显著转变——表层以溶解态氮同化为主导，底层虽具备完全氮还原的基因潜力，但宏蛋白质组仅检测到硝酸盐还原酶的显著表达，表明环境氧水平尚未完全激活下游还原通路，体现了微生物的代谢可塑性。宏基因组与宏蛋白质组一致证实，奇古菌（尤其是Nitrosopumilus属）在底层低氧水体中为关键功能类群，主导硝化作用并耦合暗碳固定，从而连接氮-碳生物地球化学循环。
该研究揭示了氧化还原驱动的微生物生态位分化与代谢适应机制，为预测近岸脱氧加剧背景下的生物地球化学反馈提供了重要科学依据。

来源：Marine Pollution Bulletin