2026年5月5日，李猛教授团队和香港大学焦赳赳教授团队合作，在自然指数期刊《Nature Communications》发表题为“Microbial Drivers of Ammonium Accumulation in Holocene Sediments of the Pearl River Delta”的研究论文。该论文探讨了珠江三角洲高铵地下水的微生物机制。高等研究院博士后陆美青为论文第一作者，焦赳赳教授和李猛教授为论文的共同通讯作者，深圳大学为第一完成单位，合作单位包括香港大学、南方科技大学、香港科技大学和华东师范大学等。

珠江三角洲拥有目前全球已报道的最高天然地下水铵浓度，是研究三角洲体系铵富集机制的理想天然系统。本研究综合运用地球化学与宏基因组学方法，对三个钻孔共36个沉积物样品开展系统分析，涵盖跨越约13,000年的陆相主导区、过渡区及海相主导区沉积序列。

宏基因组分析共获得770个代表性基因组，揭示了微生物群落及其铵代谢潜力沿陆海梯度显著的时空分异。古菌与细菌展现出截然不同的适应策略：古菌呈现进化保守性，而细菌具备更强的生化可塑性。在铵代谢途径中，发酵相关基因在各沉积带的丰度最高，表明发酵过程是驱动铵生成的主要微生物途径；其功能潜力随深度与沉积年龄增加而下降，反映出有机质在长期埋藏过程中逐渐老化、趋于难降解，从而限制了微生物产铵的底物供给。在铵生成途径中，基因丰度沿陆海梯度呈现明显分异：陆相主导区中，硝酸盐还原基因丰度仅次于发酵；而在过渡区与海相主导区中，异化亚硝酸盐还原产铵相关基因丰度超过硝酸盐还原，跃居第二位，表明盐度梯度驱动了不同铵生成途径之间的代谢分异。源自海相环境的细菌属 Brevirhabdus 被鉴定为连接沉积历史与当代铵循环的关键类群，展现出显著的代谢多功能性。进化分析表明，关键功能基因受到广泛的纯化选择，并对深度梯度与盐度梯度表现出差异化的适应性响应。

图1. 沉积演化过程、生物地球化学分区与微生物铵代谢的概念模型

本研究建立了沉积演化—地下水地球化学—微生物功能耦合的机制框架，为全球三角洲地区高铵地下水的成因与管理提供了新的科学依据。

本研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目、深圳市科技计划、深圳大学2035追求卓越研究计划、深圳大学零磁生物学专项、深圳大学合成生物学研究中心、粤港土壤与地下水污染控制联合实验室、广东省土壤与地下水污染控制重点实验室等专项资金支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72058-8