2025年8月12日,高等研究院李猛教授和刘杨教授团队联合中山大学、厦门大学、广西科技大学、浙江海洋大学、中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所等单位,在《GigaScience》上发表题为“A holistic genome dataset of bacteria and archaea of mangrove sediments”的数据集描述性论文,阐述了红树林沉积物中具有高度多样的微生物群落,且这些微生物群对营养循环(碳、氮、硫)有潜在推动作用。李猛教授和刘杨教授为通讯作者,助理教授杜欢和硕士生潘师君为并列第一作者,深圳大学为第一完成单位。
红树林是生长在热带和亚热带沿海潮间带的高生产力生态系统。作为沿海“蓝碳”储库的重要组成部分,红树林在净化海水、维持生物多样性和固碳等方面发挥着至关重要的作用。微生物、营养物质和红树植物之间的紧密联系,推动着红树林主要的营养元素(如碳、氮、硫)的循环,对维持红树林生态系统的高生产力和促进红树林植被的进一步发展具有重要意义。尽管目前对红树林生态系统的研究已有一定的进展,但对红树林沉积物中微生物的组成、分布及其生态功能的全球性探索仍然不足。因此,红树林沉积物微生物组的宏基因组数据集将是一个非常宝贵的资源,有助于加深人们对红树林沉积物微生物群落结构和功能的理解。
本研究对2014年至2020年间从中国东南沿海六个省份的红树林自然保护区中收集的82份沉积物样本进行了深度宏基因组测序,并采用了一套全面的生物信息学流程生成了966个中高质量的宏基因组组装基因组(MAGs,完整度≥50%,污染度≤10%),这些基因组构成了红树林沉积物宏基因组数据集(MSMs)。系统发育基因组分析和分类学分类显示,红树林沉积物中栖息着具有高度物种多样性的微生物群落。在古菌中,Thermoplasmatota、Thermoproteota、Asgardarchaeota占主导地位;在细菌中,Proteobacteria、Desulfobacterota、Chloroflexota、Acidobacteriota、Gemmatimonadota为主要优势类群。同时发现,不同红树林保护区的微生物群落组成和丰度存在差异,这可能与当地的气候条件以及其他生物在红树林生态系统中的行为有关。功能注释分析表明,红树林沉积物中还蕴藏着大量未知功能基因,值得进一步对这些基因进行探索。另外,使用McycDB,SCycDB和NCycDB对该数据集注释发现,红树林沉积物中富含与碳、氮和硫循环相关的功能基因,表明这些微生物群在推动红树林沉积物营养循环(碳、氮、硫)方面具有潜在作用。
该研究得到了广东省基础与应用基础研究重大项目(基石)、国家自然科学基金、深圳市科技计划、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)以及深圳大学2035卓越研究计划等的项目支持。
原文链接:
https://academic.oup.com/gigascience/article/doi/10.1093/gigascience/giaf081/8232623

图1红树林沉积物中所蕴含的丰富微生物群对碳、氮、硫营养循环具有潜在推动作用