. 李猛教授和张翠景助理教授团队在《ISME Communications》发文:揭示近零磁场重塑红树林沉积物微生物群落结构与生态功能-深圳大学高等研究院
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李猛教授和张翠景助理教授团队在《ISME Communications》发文:揭示近零磁场重塑红树林沉积物微生物群落结构与生态功能

2026-05-15

2026年4月14日,李猛教授和张翠景助理教授团队在《ISME Communications》上发表题为“The near zero-magnetic field alters microbial community structure and ecological functions in mangroves”的研究论文。深圳大学高等研究院李猛教授和张翠景助理教授以及哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院宋庆浩为文章的共同通讯作者,硕士生孟凡壹和博士生李金烨为共同第一作者,深圳大学为第一完成单位,哈尔滨工业大学为合作单位。

地磁场作为地球生命长期演化的重要环境因子,深刻影响着微生物的代谢活动与群落组装。近零磁场(Near-Zero-Magnetic Field, NZMF)环境作为一种极端弱磁条件,为探究磁场缺失对微生物生态系统的扰动效应提供了独特窗口。红树林湿地作为全球生产力最高的海岸带生态系统之一,其沉积物中蕴藏着极为丰富的微生物多样性,是研究磁场-微生物互作关系的理想场所。本研究通过构建近零磁场(NZMF)与地磁场(GMF)对照实验体系,系统解析了磁场缺失对红树林沉积物原核与真核微生物群落结构及生态功能的影响机制。

通过对沉积物样品进行高通量扩增子测序与生物地球化学指标测定,研究系统比较了不同磁场条件下微生物群落的响应特征。分析结果显示,近零磁场显著改变了沉积物中微生物的群落组成,原核生物与真核生物的群落结构均表现出对磁场缺失的敏感性。LEfSe分析与随机森林模型进一步识别出不同处理组间的关键差异类群,表明近零磁场对特定功能微生物类群具有选择性富集或抑制作用。

图1.不同磁场下的红树林微生物群落结构

在生态功能层面,近零磁场处理显著影响了沉积物营养盐循环与胞外酶活性(EEAs)。分子生态网络分析揭示,零磁场削弱了微生物类群间的互作强度,改变了关键功能类群(如产甲烷菌与铁循环细菌)的网络拓扑角色。此外,生态功能参数与优势微生物类群之间的相关性分析表明,磁场缺失通过重塑群落结构间接调控了沉积物的碳氮磷循环功能。

本研究首次从微生物群落结构与生态功能双重维度,系统阐明了近零磁场对红树林沉积物微生物生态系统的扰动效应,为理解地磁场在维持海岸带湿地微生物生态稳定性中的重要作用提供了实验证据,拓展了对极端弱磁环境下微生物-环境互作机制的认知。

本研究得到了深圳大学专项项目(零磁生物学专项)、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和深圳大学合成生物学研究中心的项目支持。

原文链接:https://doi.org/10.1093/ismeco/ycag098

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