近日，MED大洋生态研究团队在国际微生物类Top期刊Microbiome发表题为 “Diverse microbial communities support multiple patterns of functional redundancy in tidal flats across the Chinese coastline” 的研究论文。该论文已于2026年8月在线发表。我所硕士研究生叶永炼为第一作者，双聘研究员许学伟研究员与浙江理工大学孙聪副教授为共同通讯作者。

滩涂是连接陆地与海洋的重要过渡生态系统，微生物在滩涂生物地球化学循环中发挥了核心作用。我国滩涂分布在热带至温带多个气候带中，在水动力、温度、盐度等环境条件上存在明显差异，其中的微生物群落组成会随纬度和环境梯度显著变化，但这种变化是否会引起微生物群落功能的同步变化尚不明晰。与此同时，功能冗余被认为是维持微生物群落功能稳定的重要机制，但其在滩涂环境中如何改变微生物群落组成和功能的关系也尚不清楚，目前仍缺乏统一的量化框架来识别滩涂微生物的功能冗余。

针对上述问题，研究团队沿中国海岸线布设92个滩涂站位，覆盖热带、南亚热带、北亚热带和温带等多个气候区，共获得276个16S rRNA样本和54个宏基因组样本，并重构得到了911个去冗余的宏基因组组装基因组（MAG）。通过结合基于MAG的物种丰度、功能模块完整度和基因拷贝数的新算法，分别计算我国滩涂中不同微生物类群的功能贡献度（FC）和整个微生物群落的冗余多样性（RD），系统阐明了我国滩涂中微生物群落功能的冗余模式及其主要贡献者（图1）。

图1  研究思路示意图

（A：项目采样点；B：功能冗余算法；C：功能冗余模式及主要贡献者）

研究结果表明，我国滩涂微生物群落的分类组成在空间上变化显著，但整体功能潜力相对稳定，存在不同的功能冗余模式和关键类群（图2）。在整体层面看，所有滩涂中不同生物地球化学循环的冗余水平并不相同，但呈现“碳代谢 > 硫代谢 > 氮代谢”的趋势。不同滩涂中的微生物群落功能存在差异化的功能冗余模式，可归纳为高冗余、低冗余和纬度相关冗余三种模式。基于MAG的FC值和地理分布情况，从911个MAG中划分得到185个特化种和101个泛化种。通过比较不同功能冗余模式中关键类群的变化，发现特化种和泛化种在不同功能中的组成差异是造成我国滩涂多样功能冗余模式的主要原因之一。

图2  我国滩涂微生物多样性（左上）和功能（左下）的分布格局及功能冗余模式（右）

这项研究通过全国尺度的滩涂样品采集和分析，结合微生物功能冗余及其主要贡献者的新算法构建，系统阐明了我国滩涂微生物多样性和功能的分布格局，揭示了我国滩涂微生物多样化的功能冗余模式及其可能的形成机制。该研究对于定量评估微生物群落的物种多样性与功能的关系具有重要意义，为认识滩涂生态韧性、评估海岸带扰动影响以及解释全球变化背景下微生物群落如何守住关键过程提供了新视角。

本研究得到了国家自然科学基金 (U23A2034和32370006)、浙江省自然科学基金（DT23D060004 和 LY24C010002）、浙江省高层次人才特殊支持计划（2021R51008）、科技部科技基础调查项目（2019FY100700）等项目的联合资助。

论文信息：

Yong-Lian Ye, Kuo-Jian Ma, Yun-Han Fu, Lin Xu, Ge-Yi Fu, Yue-Hong Wu, Cong Sun* & Xue-Wei Xu*. Diverse microbial communities support multiple patterns of functional redundancy in tidal flats across the Chinese coastline. Microbiome (2026). https://doi.org/10.1186/s40168-026-02503-9