新聞科研進展
青藏高原，中國最大、世界海拔最高的高原，素有“世界屋脊”、“第三極”之稱。其獨特的地形特征使青藏高原成為眾多河流的主要源頭，并作為“水塔”滋養著周邊地區近20億人。青藏高原的水生態系統類型多樣，包括濕地、湖泊、河流、溫泉和冰川等，孕育著豐富多樣的水生微生物。這些微生物可能在青藏高原極端的環境條件下，如劇烈的溫度波動、低氧濃度、低壓和強烈的紫外線輻射中，展現出獨特的種類組成和代謝模式，使得青藏高原可能蘊藏著一個獨特的微生物資源庫。
羊卓雍措（羅帥拍攝于環境DNA樣品采集期間）
近日，中國科學院水生生物研究所繆煒研究員與華中科技大學寧康教授團隊合作解析了青藏高原水生微生物基因組和基因目錄。研究搜集了來自青藏高原濕地、淡水湖、鹽水湖、河流、溫泉和冰川的498個水體環境DNA樣本并進行了宏基因組測序，初步建立了一個青藏高原水生微生物基因組和基因目錄（Tibetan Plateau Microbial Catalog, TPMC）。TPMC目前包含了3萬多個中高質量的原核微生物（細菌和古菌）宏基因組組裝的基因組（Metagenome-assembled genomes, MAGs），聚類為1萬多個物種，其中88%為未注釋物種。除此之外，TPMC包含近3億個非冗余基因，其中15%為新基因；7萬多個生物合成基因簇，50%為新基因簇。這一結果表明青藏高原是全球微生物物種和遺傳多樣性的寶庫。
利用這些數據，研究團隊分析了青藏高原水生微生物群落在橫跨2500公里的距離和超過5公里的海拔范圍的中國三級階梯地形上的生物地理學，發現與青藏高原微生物組的微生物組成相似性和共有基因數量隨著距離和海拔的差異增大而下降。這一微生物的傳播模式提示青藏高原可能不僅扮演著“水塔”的角色，還具有“微生物塔”的作用。總體來說，TPMC是高海拔水生微生物資源的重要資源庫，蘊藏著發現新的微生物譜系和功能的巨大潛力，拓展了對全球微生物物種、遺傳和功能多樣性的認識。
相關工作以“A genome and gene catalog of the aquatic microbiomes of the Tibetan Plateau”為題發表于Nature Communications雜志。
青藏高原水生微生物基因組和基因目錄 (Tibetan Plateau Microbial Catalog, TPMC)
華中科技大學寧康教授、水生所繆煒和熊杰研究員為該論文的共同通訊作者，華中科技大學研究生程銘悅、水生所研究生羅帥和張鵬為本論文的共同第一作者。本研究是萬種原生生物基因組計劃（P10K）的進展之一，此次原核微生物基因組目錄的建立為后續分析并獲得青藏高原水生態系統中原生生物（真核微生物）基因組奠定了重要的基礎。相關原核微生物基因組目錄已發布于國家基因組科學數據中心（https://ngdc.cncb.ac.cn/tpmc）。該研究得到了青藏高原第二次科學考察與研究計劃、國家自然科學基金項目、國家重點研究發展計劃項目以及國家科技基礎資源調查專項的資助，以及中國科學院超級計算武漢分中心和合肥先進計算中心的支持。研究中所使用的部分環境理化數據得益于水生所化學生態學學科組、水環境納米技術學科組、水工程藻類生態學學科組、環境生物化學與微生物學學科組的分享和支持。