近日，廈門大學海洋與地球學院、近海海洋環境科學國家重點實驗室林森杰教授課題組在海洋浮游生物群落結構形成機制及海洋碳輸出相關類群方面取得新進展，相關成果發表于國際期刊Environmental Research、JGR-Biogeosciences和Microorganisms。相關研究闡述了南海北部陸架和陸坡區浮游生物群落結構形成的影響因素，揭示了甲藻和后生生物對海洋碳輸出的重要作用，研究成果為浮游生物碳輸出和海洋生物碳泵研究提供了新視角。

浮游生物是海洋生態系統的關鍵組成部分，在食物網和生物地球化學循環中發揮著重要作用，但目前對不同海域浮游生物群落結構的差異、形成原因以及對海洋碳輸出有顯著貢獻的關鍵類群的認識還不清晰。

海洋是地球上最大的活躍碳庫，對海洋碳輸出通量和效率的觀測通常基于沉積物捕獲器，其缺點是無法揭示不同生物的差異性貢獻。而通過DNA條形碼和宏轉錄組測序技術對水體及沉積物中的浮游生物進行測定則可以彌補這一缺陷。

研究團隊通過分析中國南海北部C6（22.13°N, 117.46°E）和C9（21.69°N, 117.99°E）站位的106個條形碼數據和20個宏轉錄組數據發現：真核浮游生物（0.22-200 μm）的主要組成類群是Alveolata和Opisthokonta；陸坡的生物多樣性高于陸架；溫度和鹽度是影響真核浮游生物群落結構的主要因素；小粒徑真核浮游生物（0.22-3 μm）的擴散能力強于大粒徑的真核生物（3-200 μm），且中性模型對小粒徑群落結構的解釋度高于大粒徑群落結構（圖1）。

圖1.樣品采集站位、采樣策略和主要結論

浮游細菌群落和環境變量均表現出顯著的空間變異。顆粒附著（PA）群落的物種豐富度和多樣性均高于自由生活（FL）群落。鹽度和溫度是調節FL浮游細菌周轉的關鍵因素，而亞硝酸鹽、硅酸鹽和磷酸鹽是調節PA細菌周轉的關鍵因素。確定性過程和隨機性過程同時影響浮游細菌群落的組成，其中隨機性過程對FL細菌群落的影響更大，而確定性過程對PA細菌群落的影響更大。同時，該研究還發現同質選擇對FL群落的聚集和流動起著更大的作用，而漂移和擴散限制對PA群落的聚集起著更大的作用（圖2）。

圖2. 浮游細菌群落形成機制（上：自由生活類群；下：顆粒附著類群）

不同水層（30 m、65 m、50 m、200 m）沉積物捕獲器中真核浮游生物群落結構組成顯示，甲藻和后生生物（主要為橈足類）是主要的碳輸出貢獻者。在光合藻類中，甲藻、硅藻和定鞭藻是主要的類群，其中定鞭藻和甲藻的沉降效率相似；沉積物捕獲器中收集到的原核浮游生物以γ-變形菌為主要類群（圖3）。整合宏轉錄組和條形碼數據分析發現，海洋螺菌科和紅桿菌科是分解活性有機碳和半不穩定有機碳的主要類群，其相對豐度與甲藻的相對豐度呈顯著負相關關系，暗示它們可能抑制甲藻生長并對顆粒有機碳沉降的馬丁衰減現象具有重要貢獻。

圖3. 沉積物捕獲器中真核生物和原核生物群落結構

該系列論文的第一作者分別為廈門大學海洋與地球學院畢業生李堂成（現任職于汕頭大學）、袁華濤（現任職于河南師范大學）及林森杰教授，通訊作者均為林森杰教授。論文共同作者包括廈門大學黃邦欽教授、李凌高級工程師、林昕副教授、王聰博士后、畢業生俞麗英和李紅飛，以及中國海洋大學劉光興教授、莊昀筠副教授，青島華大基因研究院劉桂林、陳建威助理研究員等。該研究獲得國家重點研發計劃項目（2016YFA0601202）、國家自然科學基金項目（42276096、42206116）、山東省重大科技創新工程項目（2018SDKJ0406-3）和廣東省基礎與應用基礎研究基金（2021A1515110001）的聯合資助。

論文來源：

Li, T., Liu, G., Yuan, H., Chen, J., Lin, X., Li, H., Yu, L., Wang, C., Li, L., Zhuang, Y., Lin, S.* (2022) Eukaryotic plankton community assembly and influencing factors between continental shelf and slope sites in the northern South China Sea. Environmental Research, 114584.

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114584

Lin, S.*, Li, T., Yuan, H., Li, H., Yu, L., Zhuang, Y., Li L., Huang, B., Liu, G. (2022) Sediment trap study reveals dominant contribution of metazoans and dinoflagellates to carbon export and dynamic impacts of microbes in a subtropical marginal sea. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 127, e2021JG006695.

論文鏈接：

https://doi.org/10.1029/2021JG006695

Yuan, H.; Li, T.; Li, H.; Wang, C.; Li, L.; Lin, X.; Lin, S.* (2021) Diversity Distribution, Driving Factors and Assembly Mechanisms of Free-Living and Particle- Associated Bacterial Communities at a Subtropical Marginal Sea. Microorganisms, 9, 2445.

論文鏈接：

https://doi.org/10.3390/microorganisms9122445

文：李堂成 林森杰

編輯：蘇穎

審核：劉志宇 唐騰鳳