《Scientific Reports》：Diversity and distribution of bacterial community vertically across ecological and trophic gradient within sediments of lake Bosten area
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本研究针对干旱区湖泊生态退化问题，通过16S rRNA高通量测序技术，系统解析了博斯腾湖三大生态区（大湖、小湖、湿地）沉积物在0-30 cm垂直剖面的细菌群落结构。结果表明，细菌多样性呈现明显的生态区依赖性和垂直分带规律，优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）等；总有机碳（TOC）和凯氏氮（KN）是驱动群落分异的关键环境因子。该研究为湖泊生态健康评估提供了微生物学依据，对干旱区水体污染治理具有重要参考价值。
在广袤的新疆干旱区，博斯腾湖作为最大的内陆淡水湖，犹如一颗蓝色明珠镶嵌在焉耆盆地。近年来，随着农业灌溉、水产养殖和旅游活动的加剧，湖泊面临着富营养化与盐化的双重威胁。沉积物中的微生物作为湖泊生态系统的“隐形工程师”，其群落结构如何响应人类活动与自然梯度，成为揭示湖泊健康状态的关键密码。然而，以往研究多聚焦于水体或表层沉积物，对细菌群落沿生态-营养梯度垂直分布规律的认识仍存在空白。为此，马晓林团队在《Scientific Reports》发表论文，首次系统揭示了博斯腾湖不同生态区沉积物细菌群落的垂直分异特征及其环境驱动机制。
研究采用16S rRNA高通量测序技术，对博斯腾湖三大生态区（大湖、小湖、湿地）14个采样点的42个沉积物样本（分表层0-10 cm、中层10-20 cm、深层20-30 cm）进行分析，结合总有机碳（TOC）、凯氏氮（KN）、电导率（EC）和总盐度（TS）等环境因子测定，通过Alpha多样性分析、主坐标分析（PCoA）、共现网络和冗余分析（db-RDA）等方法解析群落结构。
Alpha多样性分析
结果表明，大湖和湿地细菌丰富度（Sobs、Chao1、ACE指数）较高，而小湖的香农指数（Shannon）和辛普森指数（Simpson）显著低于其他区域。垂直方向上，多数位点细菌丰富度随深度增加而降低，但大湖的L_2、L_12等位点呈现相反趋势，可能与局部水文条件有关。
细菌Beta多样性
PCoA分析显示，大湖样本分布分散，小湖样本聚集紧密，湿地与大湖群落结构相似。
共现网络进一步证实，小湖细菌群落独立成簇，而大湖与湿地群落重叠，反映生态连通性对微生物组成的塑造作用。
细菌群落组成
在门水平上，变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidota）和放线菌门（Actinobacteriota）为优势菌群。小湖拟杆菌门相对丰度最高（20-30%），且随深度增加而上升；大湖厚壁菌门在养殖区（L_6、L_9）和河口区（L_7）显著富集；湿地以变形菌门为主导（13-35%）。属水平上，大湖优势菌为类芽孢杆菌属（Paenisporosarcina）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）和节杆菌属（Arthrobacter），小湖则以黄杆菌属（Flavobacterium）为主。
环境因子驱动机制
db-RDA分析表明，TOC和KN是驱动细菌群落分异的核心因子，尤其对大湖和湿地影响显著。
网络分析显示，拟杆菌门与TOC呈正相关，厚壁菌门与KN、EC负相关。小湖虽营养盐浓度最高，但细菌多样性最低，暗示富营养化可能导致群落简化。
结论与意义
本研究首次从垂直维度揭示了博斯腾湖沉积物细菌群落的生态梯度分异规律，明确了TOC和KN的关键驱动作用。小湖拟杆菌门的高丰度提示其可能存在有机污染与病原菌风险，而大湖河口区和水产养殖区的特异菌群（如节杆菌属、类芽孢杆菌属）可作为人为干扰的生物指示剂。该研究为干旱区湖泊微生物生态学研究提供了新视角，对湖泊污染治理和生态修复具有实践指导价值。
