近日，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究吳振斌研究員團(tuán)隊(duì)關(guān)于氣候變化下的湖泊微生物碳利用機(jī)制的研究論文“Temperature-mediated microbial carbon utilization in China’s Lakes”在生態(tài)學(xué)經(jīng)典期刊《Global Change Biology》上發(fā)表（https://doi.org/10.1111/gcb.16840）。 

　　湖泊微生物在水體碳循環(huán)中扮演著重要的角色，對(duì)有機(jī)碳的利用會(huì)隨著外界環(huán)境的變化而產(chǎn)生偏好性。此前有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)氣候變化背景下的微生物群落結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律，但是，迄今為止關(guān)于大尺度的溫度變化背景下，湖泊微生物碳利用的功能響應(yīng)機(jī)制仍鮮有報(bào)道。鑒于此，水生所研究人員選取中國(guó)五個(gè)湖區(qū)的47個(gè)湖泊為研究對(duì)象，湖泊所在區(qū)域年平均溫度跨度近15 °C。通過(guò)整合16S rRNA基因擴(kuò)增子技術(shù)以及基于Biolog Eco平板的碳微陣列技術(shù)，研究核心物種驅(qū)動(dòng)的湖泊微生物碳利用變化機(jī)制。 

湖區(qū)細(xì)菌OTUs和碳物質(zhì)間的二分網(wǎng)絡(luò)

　　研究發(fā)現(xiàn)溫暖湖區(qū)通常比寒冷湖區(qū)有更低的碳濃度和更高的碳利用效率，同時(shí)發(fā)現(xiàn)溫暖湖區(qū)中的藍(lán)藻門（Cyanobacteria）和放線菌門（Actinobacteriota）的豐度更高，但變形菌門（Proteobacteria）的豐度卻更低。這是因?yàn)殡S著溫度升高，微生物網(wǎng)絡(luò)中的核心物種會(huì)相應(yīng)變化，從能抑制氨基酸和糖類碳利用的氫桿菌屬（Hydrogenophaga）和紅桿菌科（Rhodobacteraceae）轉(zhuǎn)變成能促進(jìn)幾乎所有碳利用的菌屬CL500-29-marine-group，從而使得溫暖湖區(qū)中的微生物群落大量利用碳物質(zhì)。該研究結(jié)果表明，中國(guó)五大湖區(qū)的溫度梯度能夠驅(qū)動(dòng)微生物群落組成的改變進(jìn)而規(guī)律性調(diào)節(jié)湖泊微生物的碳利用，這預(yù)示著在氣候變暖的條件下，微生物可能會(huì)降低湖泊的碳封存能力。 

　　該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。研究工作由水生所、生態(tài)環(huán)境研究中心以及中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、劍橋大學(xué)等單位合作完成。水生所博士研究生郭瑤為第一作者，周巧紅研究員和王培副研究員為通訊作者。