第九届青年地学论坛

       冷泉作为“海底绿洲”，其富含烃类和硫化物的流体滋养着以甲烷厌氧氧化与硫酸盐还原作用为代表的化能合成生态系统。F冷泉是中国南海北部大陆坡最活跃的冷泉之一。目前，已有一些对F冷泉沉积物微生物组成的研究；然而，却少有在精细的垂直和水平尺度上，系统且有对照地对F冷泉各处沉积物的微生物群落结构进行精确描述，更别说各地点ANME、SRB等功能类群的相关性及其对环境因子的响应。
       对F冷泉两年采集的6处F沉积物微生物群落进行的16S rRNA扩增子测序显示，相比于非冷泉区，冷泉沉积物含有高丰度的ANME、SRB（Desulfobacterota为主）和SOB（Campylobacteria为主），证实了冷泉沉积物中存在丰富的厌氧甲烷氧化、硫氧化和硫酸盐还原过程。此外，根据ANME、SRB的种类和丰度以及甲烷、硫酸盐浓度，刻画出3种不同的冷泉还原性沉积物特征。在碳酸盐岩边缘南部沉积物，甲烷偏低，ANME-1b占比高且随深度升高，ANME-1b、ANME-2a-2b、ANME-2c与SEEP-SRB2、Desulfatiglans、SBR1031共现；在高甲烷有硫酸盐区，ANME-2a-2b占比高且随深度降低，且与ANME-2c和SEEP-SRB1共现；而在碳酸盐岩边缘北部沉积物，甲烷高，无硫酸盐，ANME和SRB丰度分别可达30%，ANME-1b、ANME-2a-2b、ANME-2c、ANME-3、SEEP-SRB1、Desulfatiglans和SEEP-SRB2等多种类群占优，ANME-1a、ANME-1b、Candidatus_Altiarchaeum、JS1、SEEP-SRB2、Desulfobulbales等存在共现，认为此点为重要的冷泉强还原性沉积物。此外，发现甲烷和硫酸盐对主要功能类群影响巨大，进一步分析发现：ANME和SEEP-SRB在高甲烷时，与硫酸盐负相关变得极显著；且还原性强时，与甲烷变为负相关。
       宏基因组分析得到多种ANME和SRB的MAGs，显示出与16S结果相似的高相对丰度和空间分布规律。Methanosarcinia和Bathyarchaeia（乙酸产甲烷）、Dehalococcoidia（乙酸产甲烷、三甲胺产甲烷）展示了产甲烷代谢的完整通路，脱硫菌展示了异化硫酸盐、亚硫酸盐的完整通路。Dehalococcoidia和Desulfobacteria展示了较多条产甲烷和C1代谢的基因，如fdoG（甲酸脱氢酶）、mttB（三甲胺甲基转移酶）、mtaB（苏氨酸氨基腺苷tRNA甲基硫转移酶）。
       本研究刻画了F冷泉和非冷泉沉积物中微生物群落的垂直和水平异质性，对于精确刻画F冷泉沉积物微生物整体的生态功能，以及冷泉功能类群的互作对环境因子的响应等具有借鉴意义。

冷泉沉积物，微生物群落，ANME，SRB，相关性，异质性