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近日，中国科学院水生生物研究所研究员吴振斌团队撰写的关于气候变化下的湖泊微生物碳利用机制的研究论文（Temperature-mediated microbial carbon utilization in China’s Lakes），发表在《全球变化生物学》（Global Change Biology）上。

湖泊微生物在水体碳循环中扮演着重要角色，对有机碳的利用会随着外界环境的变化而产生偏好性。此前，有研究发现气候变化背景下的微生物群落结构变化的规律，但迄今为止关于大尺度的温度变化背景下，湖泊微生物碳利用的功能响应机制鲜有报道。鉴于此，水生所选取中国五个湖区的47个湖泊为研究对象（湖泊所在区域年平均温度跨度近15 °C），通过整合16S rRNA基因扩增子技术以及基于Biolog Eco平板的碳微阵列技术，探讨核心物种驱动的湖泊微生物碳利用变化机制。 

研究发现，温暖湖区通常比寒冷湖区有更低的碳浓度和更高的碳利用效率；温暖湖区中的蓝藻门（Cyanobacteria）和放线菌门（Actinobacteriota）的丰度更高，但变形菌门（Proteobacteria）的丰度却更低。这是由于随着温度升高，微生物网络中的核心物种会相应变化，从能抑制氨基酸和糖类碳利用的氢杆菌属（Hydrogenophaga）和红杆菌科（Rhodobacteraceae）转变成能促进几乎所有碳利用的菌属CL500-29-marine-group，从而使得温暖湖区中的微生物群落大量利用碳物质。研究表明中国五大湖区的温度梯度能够驱动微生物群落组成的改变进而规律性调节湖泊微生物的碳利用，这预示着在气候变暖的条件下微生物或降低湖泊的碳封存能力。 

研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）和国家自然科学基金等的支持。该工作由水生所、中国科学院生态环境研究中心、中国地质大学（武汉）和英国剑桥大学等合作完成。

论文链接

湖区细菌OTUs和碳物质间的二分网络