附生细菌在热带海洋大型植物中的重要作用：中国海南岛大型藻类与海草群落结构的差异

《Marine Environmental Research》：The vital role of epiphytic bacteria in tropical marine macrophytes: community structure differences between macroalgae and seagrass in Hainan Island, China

　　

云泉吴 | 金玲李 | 孙琳傅 | 霍天罗 | 文博王 | 宋光谢

摘要

附生细菌在热带大型藻类和海草的生态和生化过程中起着关键作用，然而关于这些不同宿主上附生细菌群落结构和功能特征的比较研究仍然有限。在这里，我们利用16S rRNA高通量测序技术，对中国海南岛两种大型藻类（Sargassum polycystum，SP；Eucheuma gelatinae，EG）和一种海草（Enhalus acoroides，EA）的附生细菌群落进行了分析，并研究了它们在4月至6月生长季节内的环境因素关联。宿主身份是影响群落结构的主要因素，独立解释了52.1%的变异，其次是时间因素（32.7%）和环境因素（23.2%）（PERMANOVA R² = 0.753）。EA的α多样性显著高于SP（Shannon: 4.57 ± 0.81）和EG（Shannon: 4.93 ± 1.25），其Shannon多样性指数为6.25 ± 0.16，Chao1多样性指数为4064.43 ± 683.15。Kistimonas在EG中占主导地位（22.21%），但在其他宿主体内几乎不存在，这可能反映了该菌种对EG中硫酸化多糖的特异性降解能力；而Erythrobacter在EA中较为丰富（5.57%）。LEfSe方法鉴定出33个生物标志物（14个与海水相关，19个与海洋大型植物相关），其中仅EG的生物标志物表现出显著的时间变化（Shannon变异系数为32.7%，而EA为4.3%），表明宿主自身的生理特性在决定群落时间稳定性方面起主导作用。环境因素（温度、DOC、TN、EC和Chl-a）与某些特定细菌属（Alteromonas、Paraburkholderia、Woeseia、AqS1、Variovorax）呈正相关，但作用较为次要，主要起调节作用。预测的功能特征在不同宿主间高度保守（28个KEGG二级通路中仅有4个存在显著差异），表明这些细菌具有广泛共享的核心代谢途径。这些发现强调了宿主特性在构建热带附生微生物组中的重要性，并突出了对预测功能进行宏转录组学验证的必要性。