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多生境扩增子探秘：深度溯源与多样性解析

news 2026/2/6 13:46:14

分析微生物组数据的组成结构的一个主要挑战是确定其潜在来源。在微生物来源分析中，随机森林、SourceTracker和FEAST都有较广泛应用。今天，小编就带大家看一篇发表在《iMeta》的文章，使用溯源技术追踪微生物的来源与去向，揭示生物在城市生态系统中的复杂流动网络，为微生物学研究提供了新的视角，并为生态保护和环境管理提供了科学依据。

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研究背景

城市公园是微型真核生物分类和功能多样性的热点区。微生物可以主动或被动地在生境内或不同生境间迁移运动，揭示微型真核生物的生物多样性和群落组成、群落构建过程，以及微型真核生物跨生境迁移运动，有助于更好地理解城市微生物生态。

实验设计

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主要结果

城市公园的微型真核生物群落构成

对苔藓、土壤、树洞、水体和沉积物五种生境的微型真核生物进行了考察，发现不同“引物对”在水生环境微型真核生物分析结果中存在不一致。基于V9区测序的结果显示，其在微型真核生物的分类和系统发育多样性方面显著优于V4区。

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图1 城市公园不同生境及其微型真核生物群落α多样性

群落差异性和群落构建

非度量多维尺度（NMDS）分析清楚地显示了不同生境间显著的群落差异。对于单个生境，群落中性模型的拟合度（R^{2}）为苔藓 > 水体 > 树洞 > 沉积物 > 土壤，且随着生境数量的增加，模型R^{2}值显著降低。较高的R^{2}值表明随机过程在该生境中占主导地位，而较低的R^{2}值则表明确定性过程更为重要。

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图2不同生境微型真核生物群落β多样性

微型真核生物跨生境迁移运动

土壤对水体中微型真核生物群落的贡献最大（V4区，45.30%；V9区，57.30%），并且土壤是其他生境中真核生物的最大来源。总体而言，V9区识别出比V4区显著（p < 0.05）更高的微生物源。同一物种在不同生境的生态位宽度不同，即不同生境可承载的同一物种个体数量不同。V9区得到的迁移类群数量和相对丰度均高于V4区。

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图3 微型真核生物在不同生境之间的连通性和潜在迁移的真菌类群

结论与意义

公园中不同类型的生境里生活着高度多样但有差异的微型真核生物，并且微生物能够在陆地和水生生境之间广泛迁移，研究可以为城市生态系统管理和保护制定切实可行的策略，在城市绿地三维空间中践行One Health理念，更好地将人类健康与微生物健康、环境健康联系起来。

凌恩开发了全新的扩增子/宏基因组个性化分析内容|FEAST微生物/功能基因的溯源分析。针对肠道、土壤、水体、食品等样本，可以同时快速估计多个样本潜在的多个源环境的贡献，从而帮助解开复杂微生物群落/功能基因的起源。

参考文献

Jintao He, Tong Zhou, Xiaoqiang Shen, Nan Zhang, Chao Sun, Shipeng Lu, Yongqi Shao, Primer selection impacts the evaluation of microecological patterns in environmental microbiomes, iMeta

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