绿潮爆发下微生物群落响应机制解析：多样性、组装过程与共现模式的生态启示

为揭示绿潮爆发对近岸微生物生态的影响机制，研究人员通过高通量测序技术，系统研究了原核和微真核生物群落在绿潮不同阶段的多样性、组装过程及共现模式。研究发现，原核群落组装以确定性过程主导，而微真核群落始终受确定性驱动；绿潮降低了微生物网络的连通性与稳定性，并可能通过影响甲烷氧化、氮循环（如抑制固氮、促进硝化/反硝化）及硫代谢（dddL基因上调）改变碳氮硫循环。该研究为海岸带生态系统的微生物响应及生物地球化学循环调控提供了重要理论依据。

绿潮（Green tide）是由大型绿藻（如Ulva prolifera）暴发性增殖引发的海洋生态灾害，近年来在全球海岸带频发，其规模与危害程度持续攀升。这类藻华不仅消耗水体氧气、释放有毒硫化氢，还通过改变营养盐结构对近岸微生物群落造成深远影响。微生物作为海洋生态系统的“隐形引擎”，驱动着碳（C）、氮（N）、硫（S）等关键元素循环，但绿潮如何调控微生物群落的动态与功能，尤其是其组装机制与生态网络响应，仍是未解之谜。为此，中国的研究团队在《Harmful Algae》发表了一项突破性研究，首次系统解析了绿潮全周期中原核与微真核生物群落的响应策略，为海岸带生态管理提供了科学依据。

研究团队采用高通量测序技术，对青岛近海绿潮爆发期、消退期及后期三个阶段的海水样本进行微生物群落分析，结合环境因子检测、零模型（NCM）与中性群落模型（MST）评估组装机制，并利用共现网络分析和PICRUSt2功能预测揭示生态功能变化。

研究结果

1. 环境因子与群落结构
   绿潮期间NO₃-N和SiO₄-Si显著波动，PCA分析显示营养盐结构阶段性差异驱动微生物群落分异。原核与微真核群落的α多样性无显著变化，但β多样性（群落组成差异）在绿潮各阶段呈现明显分化。

2. 组装机制
   原核群落在绿潮爆发期以确定性过程（环境筛选）主导，消退后转为随机性过程（如扩散限制）；微真核群落则始终受确定性过程调控，表明其对环境变化的敏感性更高。

3. 共现网络
   绿潮爆发显著降低微生物网络的连通性与模块性，削弱了群落的整体稳定性。关键物种（如参与硫代谢的dddL基因携带菌）的消失可能是网络脆弱化的原因之一。

4. 功能预测
   绿潮可能抑制甲烷氧化菌活性，同时通过促进硝化（Nitrosomonas）与反硝化（Pseudomonas）重塑氮循环路径。dddL基因丰度上升暗示绿潮或加剧二甲基硫（DMS）释放，影响大气硫循环。此外，磷合成与铁氧化相关功能基因的富集，揭示了绿潮对多元素循环的复杂调控。

结论与意义
该研究首次阐明了绿潮全周期中微生物群落的动态响应规律：原核生物通过组装策略的“阶段式转换”适应环境剧变，而微真核生物则表现出更强的环境依赖性。绿潮通过破坏微生物网络稳定性、干扰元素循环（如促进反硝化但抑制固氮），可能加剧近海富营养化与温室气体排放。这些发现为预测绿潮的生态效应提供了微生物学视角，也为海岸带生态修复（如调控微生物功能群）提供了新思路。研究团队指出，未来需结合宏转录组等技术验证功能预测，并关注长期尺度下微生物与绿潮的互作机制。