英文标题：Community stability of free-living and particle-attached bacteria in a subtropical reservoir with salinity fluctuations over 3 years

中文标题：亚热带水库盐浓度波动下浮游细菌群落的稳定性

发表时间&期刊：2024.02 & Water Research（IF：11.4）

测序技术：Illumina 16S V3-V4测序

1.环境因子动态变化及其与细菌群落的关系

2017年12月到2020年11月，降水和盐浓度都发生了剧烈变化，Mantel test表明盐浓度是影响自由生活（FL，free-living）和颗粒附着（PA，particle-attached）细菌群落组成变化的最重要因素（图1）。为了更细致地分析这些变化，把研究时间分为6个阶段：P1(1~7月，高盐度且低变化时期)、P2(8 ~ 12月，中盐度且高变化时期)、P3(13 ~ 15月，高盐度且低变化时期)、P4(16 ~ 24月，低盐度且高变化时期)、P5( 25 ~ 30月，中盐度且低变化时期)和P6(31 ~ 36月，低盐度且高变化时期)（表1）。

图1 环境因素动态变化及其与细菌群落的关系

表1杏林湾水库6个时期的盐分浓度和降雨量

2. 盐浓度波动下自由生活和颗粒附着菌群的稳定性

在高盐浓度且盐度变化小的时期，颗粒附着菌群的稳定性显著高于自由生活菌群，而在低盐度且盐度变化大的时期，颗粒附着菌群稳定性低于自由生活细菌群落（图2a）。在高盐浓度且盐度变化小的时期，自由生活菌群中稀有类群间的相互作用强度高于颗粒附着群落，而在低盐度且盐度变化大的时期呈相反趋势（图2b）。自由生活细菌群落稳定性与盐浓度有显著相关性（图2c），而颗粒附着细菌群落则对盐浓度变化较为敏感（图2d）。

图2 盐度波动下两种生活方式菌群的稳定性

3. 稀有类群微生物对群落稳定的重要性

从6个时期自由生活和颗粒附着细菌群落的网络拓扑性质可以得出，稀有类群对维持群落的稳定非常重要（附表6）。比如，对网络效率贡献最大的前10个节点中，约有80%的OTU归属于稀有类群（图3cd），并且在554个关键物种中，有335个被明确归类为稀有类群（附表7）。

图3 稀有类群对群落稳定的重要性

4. 细菌群落稳定性与环境因子的联系

在高盐浓度且盐度变化小的时期，盐浓度是最重要的驱动因素，对自由生活和颗粒附着细菌群落的稳定性有显著的直接影响（图4ac）。在低盐浓度且盐度变化大的时期，降雨通过影响水体中颗粒物浓度对自由生活细菌和颗粒附着细菌群落稳定性产生间接而显著的影响（图4bd）。

本研究揭示，自由生活和颗粒附着细菌群落的稳定性呈现出随盐度升高而增强的趋势，但随盐度波动的加剧而减弱。此外，研究阐明了这两种生活方式截然不同的细菌群落在稳定性响应过程及潜在机制上的差异，为理解气候变化背景下自由生活与颗粒附着细菌群落稳定性差异的机理提供了宝贵的洞见。

参考文献：

[1] Yang Xue, Li Shuzhen, Al Mamun Abdullah, et al. Community stability of free-living and particle-attached bacteria in a subtropical reservoir with salinity fluctuations over 3 years. 2024