海院科研动态（48）| 相邻冷泉和热液生境中深海贻贝组织相关性微生物群落特征研究取得新进展
深海贻贝广泛分布于海洋化能合成生态系统中，前期研究结果表明，深海贻贝鳃组织中的甲烷营养共生菌具有高度专一性。在相邻冷泉和热液环境中，贻贝鳃组织是研究冷泉热液交互模式绝佳载体和介质。然而，在这两种重要的深海极端生境中，深海贻贝各组织微生物群落及其宿主方面的研究甚少。
深海贻贝是如何适应冷泉与热液这两大极端生境？其适应机制是什么？深海贻贝体内菌群和宿主之间的协同互作机制是什么？冷泉热液系统之间是如何通过深海贻贝的鳃组织进行物质和能量的交换？为了回答这些科学问题，我院卢建国副教授研究小组与中国地质调查局青岛海洋地质研究所合作，以取自相邻冷泉和热液环境的深海贻贝B. platifrons和B. japonicus为研究材料，对鳃、闭壳肌、外套膜、足和内脏团（包括肠道）等不同组织样本通过16S rRNA基因测序分析，从组织水平解析微生物群落结构（图1）。
图1 深海贻贝的取样位置及其组织相关微生物群落结构特征分异
研究发现，在冷泉和热液的贻贝鳃组织中，共生γ变形菌和甲基单胞菌科（Methylomonaceae）均为优势类群，这些微生物极有可能发挥着甲烷氧化的重要功能（图2、图3）。而在其他组织中，冷泉贻贝的优势微生物类群为假单胞菌科（Pseudomonadaceae），热液贻贝则为肠杆菌科（Enterobacteriaceae），这些微生物很可能在深海重要元素循环中发挥重要作用（图2、图3）。研究结果表明，同一生境（冷泉/热液）中的两种深海贻贝在细菌群落结构方面具有高度的相似性，贻贝鳃组织与其他组织的细菌群落结构相比具有明显差异。对于不同生境（冷泉/热液）中的贻贝，其鳃组织的微生物群落则更为相似。深海贻贝具有组织相关性的微生物群落及其发挥的独特的代谢功能，使其成为相邻冷泉和热液两大生态系统之间物质和能量交互的重要载体，。本研究为进一步揭示冷泉-热液生态系统之间的沟通融合，评估两个极端生境之间相互促进的资源聚集效应奠定了重要的理论基础，并为进一步阐明西太平洋极端环境区域流-固相互作用机制提供了重要科学依据。
图2 相邻冷泉和热液环境中深海贻贝B. platifrons和B. japonicus组织相关细菌群落分类群相对丰度
图3 相邻冷泉和热液环境中深海贻贝B. platifrons和B. japonicus组织相关细菌群落功能预测特征
以上研究成果“Genmei Lin, Jianguo Lu, Zhilei Sun, Jingui Xie, Junrou Huang, Ming Su, Nengyou Wu. Characterization of tissue-associated bacterial community of two Bathymodiolus species from the adjacent cold seep and hydrothermal vent environments”发表在中科院大类一区Top期刊《Science of the Total Environment》，我院林根妹特聘副研究员为文章的第一作者，卢建国副教授和中国地质调查局青岛海洋地质研究所吴能友研究员为共同通讯作者。
该研究得到了国家自然科学基金（91858208）、中国博士后科学基金（2019M663209）、新奥门31999中央高校基本科研业务费（19lgpy100）、南方海洋实验室创新团队等的支持。
