周迪，王东旭，格桑曲珍，欧美香，郭小芳，德吉
DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0445
在全球气候变化的影响下，中国湖泊生态系统也在发生稳态转换，可持续发展面临威胁。浮游微生物与在湖泊生态系统中扮演着重要角色，不仅作为分解者参与有机物的分解和代谢，还与其他生物相互作用，驱动着湖泊生态系统中的物质流动和能量流动。浮游细菌作为湖泊生态系统中食物网重要一环，不仅种类和数量最为丰富，而且其群落结构变化与湖泊环境质量关系密切，因而能够实现对水生环境生态质量的监测；浮游真菌作为重要的生态群体，拥有对水体中腐殖质的矿化作用，能有效降解腐败枯死的叶片。目前有关水生真菌群落的研究大多集中于海洋环境，对湖泊水库等淡水环境真菌多样性的研究鲜有报道。近年来基于高通量测序的宏基因组学技术飞速发展，大大拓展了湖泊微生物的研究思路和方法，为探索湖泊微生物时空分布特征、群落组成、群落结构与环境驱动因子的相关关系以及微生物与其他生物之间的互作关系提供了有效途径。基于此，掌握湖泊生态系统水生真菌群落组成及生态功能类群，不仅可以预测气候变化下生态系统服务质量，还可以对生物资源进行有效估算和利用。
巴松措风景区是西藏东南部最大的高山冰川堰塞湖之一，在保持地区生态平衡和带动农牧民转移就业等方面起着重要作用。与西藏地区的其他景区湖泊相比，巴松措的海拔更低，人为干扰要更大，目前对巴松措的研究多见于浮游植物、硅藻和旅游经济等，对微生物学的研究较少，因此探索和研究巴松措水体真菌的物种多样性和群落结构，不仅可以为保护该地区的生物多样性提供重要的数据，还有助于探索高原环境罕见的真菌种类及其独特的适应性进化的过程。
近日，《生物技术通报》在线发表了题为《西藏巴松措真菌多样性、群落结构和生态功能预测》的文章。本研究以巴松措水样为研究对象，利用ITS Illumina高通量测序技术，通过分析巴松措水体的真菌群落组成、功能预测、环境因子与真菌群落的相关性，初步探索巴松措水体真菌的群落组成特征和生态功能，以期为高原湖泊生态系统研究提供科学依据。
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本文主要包括以下几部分内容：
2.1 巴松措水体真菌测序结果分析
2.2 巴松措水体真菌多样性分析
2.3 巴松措水体真菌群落组成特征
2.4 巴松措水体真菌多样性与环境因子的相关性分析
2.5 巴松措水体真菌营养与功能类群分析
3 讨论
3.1 巴松措水体真菌群落组成及驱动因子
3.2 巴松措水体真菌功能群分析
本研究通过高通量测序技术对巴松措24个水体样品真菌群落组成和多样性进行分析，结果表明：一共获得5 930个OTU，隶属于17门、59纲、137目、327科、591属、815种，表现出巴松措水体真菌丰富的多样性；巴松措水体真菌的优势菌门是子囊菌门Ascomycota、壶菌门Chytridiomycota，未识别菌门Fungi_phy_Incertae_sedis和担子菌门Basidiomycota（相对丰度>1%），其中子囊菌门、壶菌门和担子菌门在各样点均有较多分布，是水体和土壤中常见的真菌优势门类。子囊菌门是一类适应低温的真菌类群，推测这是其能在巴松措湖中心区20 m水域G3中大量存在的原因之一，同时，在G3组有最多的未识别菌门Fungi_phy_Incertae_sedis。本研究中巴松措水体溶解氧DO含量较高，原因可能是春季受温度和光照影响，浮游植物光合作用较强，为子囊菌门提供了适宜的生长环境。壶菌门和担子菌门在中营养和轻度富营养湖泊中存在较高丰度，根据《中国水资源公报》中的湖泊富营养化评价方法对巴松措水质状态分析，其评分值在60-70，处于中度富营养，由此可知真菌群落结构特征在一定程度反映了巴松措水体的生态环境状况。
巴松措水样中优势真菌目分别是Pezizales,Rhizophydiales, Fungi_ord_Incertae_sedis,Zygophlyctidales,Atheliales,Helotiales, Tremellales,Hypocreales (相对丰度>1%)。多项研究认为，Pleosporales偏好高氨氮环境生存，这与本研究的结果一致，Pleosporales的丰度与NH4+-N含量呈极显著正相关关系，这表明高含量NH4+-N并不能完全促进Pleosporales的生长繁殖，因此Pleosporales的丰度变化是氨态氮与其他某种或多种环境因素共同作用的结果还需要进一步研究；Rhizophydiale是壶菌门下的一个目，在本研究中，其丰度与DO含量呈显著正相关关系，而DO含量的增加与水生植物及藻类植物的生长繁殖存在正相关关系，由此推测巴松措水体中藻类寄生了大量的Rhizophydiales；Atheliales隶属于担子菌门伞菌亚门伞菌纲，本研究中其丰度与pH呈显著负相关关系，但巴松措水体中存在丰度较高的Atheliales，是否对Atheliales谱系研究具有价值，还需进一步评估。
巴松措水体真菌与环境因子之间的相关性分析结果显示，Temp、pH和DO是影响巴松措水体真菌群落组成的重要环境因子。已知环境因子对微生物群落组成的影响可能还会延伸到化学循环和氧化还原过程的转变，对微生物群落结构的干扰往往会导致群落功能的转变巴松措各水样温度范围为10.3-14.47℃，平均温度12.27℃。而温度主要通过改变真菌体内各种酶的活性来影响真菌的新陈代谢，各区域水样水温存在差异，导致巴松措水样真菌群落组成存在一定的差异。巴松措湖中心区20 m水域G3组中未识别菌属Fungi_gen_Incertae_sedis的丰度最高，且根据多样性指数分析结果，Simpson指数与温度呈显著负相关，这说明巴松措水体温度越低，Simpson指数越大，真菌群落的集中程度越小，物种多样性越高，所以对于巴松措湖心中心区水域20 m温跃层的真菌多样性的研究还有待进一步开展。
3.2 巴松措水体真菌功能群分析
在本研究中，FUNGuild功能注释预测结果表明巴松措水体真菌的营养方式多样，共包含3类营养型和5类复合营养型功能菌群，以共生营养型(Symbiotroph, 10.68%-57.56%)、腐生营养型(Saprotroph, 0.14%-27.81%)、病理-腐生-共生营养型(Pathotroph-Saprotroph-Symbiotroph, 0.01%-27.40%)为主，其中共生营养型占比最大。巴松措水体真菌的主要生态功能菌是外生菌真菌(Ectomycorrhizal)、未定义腐生菌(Undefined_Saprotroph)、真菌寄生虫- 未定义腐生菌(Fungal_Parasite-Undefined_Saprotroph)， 其中在YH4（R.4）水样中动物病原体-未定义腐生菌(Animal_Pathogen-Undefined_Saprotroph)的丰度高于其他处水样，可能是因为此处有唯一的游船停靠观景台，潜在的动物病原菌随游船、游客等活动进入在此处，但具体原因还需进一步研究，因此日后应加强病理型真菌的检测，防止病理性真菌的增加伴随的人畜疾病传播风险。
巴松措水体真菌资源丰度丰富，包括17门、59纲、137目、327科、591属、815种，主要由子囊菌门、壶菌门、未识别菌门和担子菌门组成。FUNGuild数据库分析真菌功能特征发现，巴松措水体真菌共包含3类营养型和5类复合营养型功能菌群，其中共生营养型占比最大。环境因子中Temp、pH和DO是影响巴松措水体真菌群落组成的重要环境因素。
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