43、探秘沿海微生物席的昼夜节律

探秘沿海微生物席的昼夜节律

1. 沿海微生物席的生态基础

沿海微生物席宛如一块门垫铺在沉积物上。通过光合作用和发酵作用，微生物席群落能够获得低分子量和高分子量的有机碳，这些有机碳可被厌氧细菌和化能异养细菌降解。

在夜间，当产氧光合作用停止时，包括蓝细菌在内的微生物群落会迅速消耗掉氧气。此时，硫酸盐还原菌和硫还原菌会对有机物进行最终氧化，同时产生硫化物。而在白天，像无氧紫色硫细菌这类硫酸盐氧化菌会利用硫化物作为光合作用的电子供体，将硫化物氧化为硫，最终氧化为硫酸盐。

2. 北海南部微生物席的特征

2.1 物种组成、活动及其时空变化

对荷兰斯希蒙尼克奥格岛沿海微生物席群落的时空变化进行了多次评估。研究人员运用了多种方法来确定微生物群落的组成，包括显微镜观察、脂质生物标志物分析、稳定碳氮同位素分析、16S 核糖体 RNA 及其编码基因的高通量扩增子测序，以及其他宏基因组学/转录组学方法。

沿海微生物席的生物多样性在底栖微生物生态系统中处于较高水平，主要由变形菌门、蓝细菌门和拟杆菌门主导。分子分析涵盖了基于 DNA 和 RNA 的研究。与主要来自活跃生长细胞的短寿命 RNA 部分不同，更具韧性的 DNA 部分可能包含休眠细胞和细胞外 DNA，代表了常驻部分。

通过对 24 小时内每 4 小时采集一次的微生物席样本进行 16S 核糖体 RNA 基因的扩增子测序，发现“常驻”（DNA）和“活跃”（RNA）部分的群落组成存在显著差异，但在 24 小时的采样过程中，不同时间点的群落组成没有明显变化。蓝细菌在活跃部分中占比很高，rRNA 序列占比高达 94%，但在常驻 DNA 序列中仅占 60%。