《Environmental Microbiology Reports》：Seasonal Fluctuations of the Seagrass Holobiont under Contrasting Environmental Conditions
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这篇研究深入探讨了库荣（Coorong）湿地中Ruppia群落相关微生物的季节性动态及其与环境因子的关联。文章揭示了浊度是驱动微生物群落变化的主要因素，并识别出与海草健康密切相关的潜在生物标志物（如Phaeobacter和Roseivivax）。通过分析水体、沉积物及海草各部位的微生物组成，研究为利用有益微生物（如Rhodobacteraceae）促进海草恢复、抑制有害藻华提供了新视角，对超富营养化环境的生态管理具有重要参考价值。
引言
库荣湿地作为具有重要文化、生态和经济价值的区域，近年来因淡水输入减少及千年干旱影响，其生态状况持续退化。其中，以Ruppia tuberosa和Althenia cylindrocarpa为代表的海草群落（统称为Ruppia群落）作为生态系统工程师，对维持水生系统稳定性具有关键作用。然而，南部潟湖的超高盐度和超富营养化状态导致藻华（如丝状藻类）暴发，严重阻碍了Ruppia群落的恢复。微生物群落作为生态系统健康的指示者，其组成变化可能反映环境压力对海草的影响。本研究通过分析Ruppia群落叶片、根部及其周围水体、沉积物和藻类的原核生物群落，旨在揭示环境条件对微生物结构的影响，并评估微生物指标在海草健康评价中的适用性。
材料与方法
研究沿库荣湿地从南潟湖（Wild Dog Islands）至北潟湖（Noonameena）设置了5个采样点，于2020年10月（春季）、12月（夏季）、2021年3月（秋季）和6月（冬季）进行季节性采样。监测指标包括温度、盐度、溶解氧、浊度和营养盐（NOx、NH4+、PO43?）。通过采集水体（过滤0.22 μm膜）、沉积物及Ruppia群落样本（分离叶片和根部），提取DNA后利用515F/806R引物扩增16S rRNA基因V4区，并通过Illumina MiSeq平台进行测序。数据分析采用DADA2流程和SILVA数据库（v138.1）进行物种注释，使用PRIMER v7和FAPROTAX进行统计分析和功能预测。
结果与讨论
环境参数特征
库荣湿地呈现明显的盐度梯度（北潟湖淡水至南潟湖超高盐度）和营养盐差异。南部潟湖的超富营养化状态与藻华暴发密切相关，其中铵盐（NH4+）水平升高促进了丝状藻生长。水体氮磷比（N:P）低于Redfield比值（16:1），表明氮限制普遍存在。微生物群落结构在样本类型（水体、沉积物、叶片、根部等）和地理位置间存在显著差异（PERMANOVA p< 0.001），浊度是驱动Ruppia群落微生物组成变化的关键因子。
Ruppia群落组成与微生物结构
Ruppia群落的叶片和根部共鉴定出138个细菌和古菌类别，其中γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、放线菌纲（Actinobacteria）和拟杆菌纲（Bacteroidia）为优势类群。叶片微生物以氧化硫和氮循环相关功能为主，而根部微生物更富集硫还原和发酵功能。通过典型主坐标分析（CAP）发现，微生物群落结构受Ruppia生命周期阶段（如营养生长期、休眠期）显著影响，例如在仅存根系的阶段，Phaeobacter（属于Rhodobacteraceae科）的相对丰度升高，该菌已被证实可抑制有害藻华（如Chattonella antiqua）。
空间格局与环境驱动
微生物群落的空间分异强于季节性变化。南部潟湖的超高盐度与超高营养条件导致微生物功能偏向硫循环（如硫酸盐还原），而北部潟湖以光合作用和氮固定为主。沉积物微生物中，Rhodobacteraceae科的菌属（如Roseivivax）在Ruppia再生前期显著富集，可能通过化学信号促进植物恢复。丝状藻（PAA和藻垫）的存在进一步改变了水体及沉积物微生物组成，尤其是与硫代谢和异养营养相关的类群。
微生物功能与生态指示
功能预测（FAPROTAX）显示，微生物主要参与化学异养、光合作用、氮固定和硫氧化等过程。南部潟湖沉积物中硫循环相关功能（如暗硫氧化）显著增强，可能与H2S毒性积累有关。通过对比Martin等人提出的海草健康微生物指标，本研究发现20个“健康”相关属（如Candidatus Nitrosopumilus）和15个“胁迫”相关属（如硫循环菌）在Ruppia根部微生物中均有分布，证实微生物指标可用于评估海草健康状况。
结论与展望
本研究首次系统揭示了库荣湿地Ruppia群落微生物的季节性动态及其环境驱动机制。微生物组成（尤其是浊度和Ruppia存在与否）可作为海草健康的有效生物标志物。鉴定出的有益菌属（如Phaeobacter和Roseivivax）为海草恢复提供了潜在的微生物调控靶点，例如通过接种益生菌抑制藻华、增强植物抗逆性。未来研究可聚焦于功能性微生物的定向培育及其在生态修复中的应用，以提升超富营养化环境中海草生态系统的恢复力。
