第一作者：李春艳硕士研究生

通讯作者：骆霞副研究员

通讯单位：太阳成集团tyc234cc

论文DOI：10.1016/j.watres.2024.122470

近日，太阳成集团tyc234cc课题组在Water Research（自然指数期刊，中科院1区TOP，影响因子11.4）上发表了题为“Response of bacterial and fungal communities in natural biofilms to bioavailable heavy metals in a mining-affected river”的研究论文(DOI:10.1016/j.watres.2024.122470)，探究了亚洲最大的铅锌矿区的附生生物膜内细菌和真菌群落多样性和组成的关键驱动因素及其生态响应机制。研究人员在毗邻亚洲最大铅锌矿区的沘江河干流沿岸，调查了2021年和2022年干湿季节生物膜中细菌和真菌群落的时空动态以及相关金属组分的变化，深入探讨了大规模矿区影响下生物膜中细菌和真菌群落结构和多样性的关键驱动因素，并揭示了不同重金属污染条件下细菌和真菌群落的生态响应。研究结果揭示了重金属生物利用率在塑造细菌和真菌群落结构方面的重要性，扩大了对重金属污染流域生物膜内微生物群落时空动态的理解，并为微生物群落对重金属污染的生态响应提供了新的见解。

生物膜作为细菌和真菌在河流中存在的主要形式，在初级生产和污染监测中发挥着关键作用，探索重金属污染胁迫下生物膜的微生物群落组装将有助于更好地了解其对极端环境的生态响应机制。目前关于重金属与微生物之间相互作用的研究主要集中在总金属含量的变化上，而金属生物有效组分可能才是驱动微生物群落在重金属胁迫下结构和生态反应发生变化的关键因素。因此本工作以铅锌矿区流域内的附着生物膜为研究对象，通过测定不同季节各水质参数和金属形态的变化特征，结合16S与ITS测序结果，探究生物膜内细菌和真菌群落时空变化的关键驱动因素，并通过群落组装和共现网络来揭示其在不同重金属形态污染下的生态反应机制。

本工作通过对沘江流域各样点两年干湿季节重金属污染程度及水体理化性质调查，结合生物膜的16S与ITS测序结果的分析发现，生物膜中的多样性、优势细菌类群和细菌结构受生物可利用重金属组分的影响，其中Ni-F3（17.96 %）和Pb-F4（16.27 %）是影响细菌群落结构的主要因素。真菌群落结构和α多样性更易受理化参数（pH和营养元素）的影响。偏最小二乘路径模型显示，影响生物膜中细菌和真菌群落的环境因素：水质>金属形态>总金属含量。扩散限制是细菌（56.9 %）和真菌（73.4 %）组装中最关键的生态过程。细菌异质性选择的比例（39.5 %）高于真菌（26.2 %），随着重金属污染程度的增加而增加。细菌群落具有较高的迁移率（0.48）和生态漂移比例（3.6 %），使其更容易逃避环境压力。与细菌群落相比，真菌群落具有更多的关键物种、更大的生态位宽度（23.24±13.04 vs. 9.72±5.48）、更高的组织水平和更稳定的共现网络，这使它们能够更好地适应高环境污染水平。

太阳成集团tyc234cc硕士研究生李春艳为论文第一作者，骆霞副研究员为通讯作者。该成果得到国家自然科学基金、云南省基础研究计划——优秀青年项目及云南省“千人计划”后续项目经费支持。

参考文献：

Chen, Z., Fei, Y. H., Liu, W. S., Ding, K., Lu, J., Cai, X., Cui, T., Tang, Y. T., Wang, S., Chao, Y., & Qiu, R. (2022). Untangling microbial diversity and assembly patterns in rare earth element mine drainage in South China.Water research, 225, 119172. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.119172

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135424013691