DGT应用：氧化还原梯度驱动河流下层微生物群落和分子生态网络

本次分享一篇由河海大学环境微生物研究所团队在《Water Research》上发表的一篇学术论文”Redox gradients drive microbial community assembly patterns and molecular ecological networks in the hyporheic zone of effluent-dominated rivers”。

废水排放对受纳水体的影响一直是研究的热点。然而，关于微生物群落在河床沉积物中的厌氧和缺氧区域响应微环境变化，例如溶质运输和氧化还原梯度变化的群落装配模式的信息还很有限。通过两个代表性的废水主导河流作为模型系统，利用零模型和中性模型的方法，解析了浅河床沉积物中的氧化和缺氧区域的时空细菌群落动态和装配模式。观察到细菌群落的动态变化主要由环境过滤驱动，即环境变量的影响，而不是地理位置，即沉积物的深度。夏季收集的样本主要由随机性塑造，在氧化区域（约39%）比缺氧区域（约23%）的均匀选择占更高比例。决定性过程促进了氧化区域样本的更复杂群落结构的形成，而在缺氧区域则减弱了物种间的相互作用。通过非中性群落的丰富度和丰度确认了决定性装配在氧化区域的主导作用。关键种，归类为“连接体”和“网络中心”的物种，分别主导了冬季和氧化区域收集样本的群落装配变化。β-最近类群指数与溶解有机氮（DON）和硝酸盐之间的显著正相关关系突出了它们通过氧化区域的决定性选择压力在群落装配中的关键作用。冬季群落转变的氮物种的显著性阈值（ΔDON：2.81 mg-N/L，ΔNO₃⁻：1.09 mg-N/L）比夏季低，可能意味着在较冷的季节应建立更严格的废水质量标准。综合来看，我们的工作提供了氧化带在驱动HZ微生物群落装配中的作用的见解，这在指导废水主导河流的生态修复过程中具有重要意义。

在本文中，DGT（薄膜扩散梯度）技术在这篇文章中被用于探究河流的沉积物中活性氧物种的微生物群落组装模式和分子生态网络。DGT技术能够揭示氧化还原梯度，这在研究河流的沉积物中的微生物群落组装模式时尤为重要。通过DGT技术，研究者能够确定沉积物样本中的氧化还原区域，例如将样本归类为氧化区域（oxic zones）和亚氧化区域（suboxic zones）。

薄膜扩散梯度（DGT）技术是近30年发展出来的应用广泛的被动采样技术。智感环境拥有13年DGT技术开发积累，成功推出了4大系列、30余种DGT产品，这些产品已被广泛应用到水土环境检测领域。