溶解有机质(DOM)是碳生物地球化学循环的关键组分，对DOM化学多样性控制机制的认知将有助于完善碳的生物地球化学循环理论。水体微生物对颗粒有机物的生物降解及自身代谢产物的外排和对低分子DOM的利用，均可影响着DOM分子的化学多样性。另一方面，有报道发现水体中一些特定DOM组合也影响着浮游细菌的群落形成。因此，目前最新的观点是两者相互作用、相互影响。这使得对水体微生物驱动碳生物地球化学循环的理解变得复杂。为此，王宝利课题组通过对国内大范围空间尺度和环境梯度下各种内陆水体进行了野外调查，利用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)和高通量测序技术分别确定了DOM的化学组成和微生物群落组成，结合相关的环境因子分析，综合运用多种数理统计方法，以期澄清微生物群落组成与DOM化学多样性之间的因果关系。
本研究证实了内陆水体DOM的化学多样性受微生物群落组装控制，反之则不成立。因水体微生物群落组成具有显著的地理分布差异，DOM化学多样性也表现出明显的地理分布差异(图1)。水体DOM化学多样性主要受浮游细菌和古菌群落形成制约，而沉积物DOM化学多样性则主要受真核和真菌群落形成控制。此外，沉积物DOM的化学组成还受到垂直方向上水体和沉积物之间不同微生物群落相互作用的影响，这为解释水体与沉积物连通导致DOM复杂性的形成机制提供了新思路。
本研究首次阐明了内陆水体DOM化学多样性和微生物群落组装之间的因果关系，并提出了微生物对DOM化学多样性地理分布模式的调控机制，从而进一步加深了对DOM生物地球化学循环的理解。目前该成果已在Environmental Science & Technology上发表，并被选为补充封面文章(图2)。天津大学地科院2020级博士研究生李婉珠和2022级博士研究生刘娜为共同第一作者，王宝利教授为通讯作者。该成果得到国家自然科学基金(42293264)和国家科技基础资源调查计划(2021FY101000)等项目的资助。
论文信息： Wanzhu Li#, Na Liu#, Jianfeng Li, Baoli Wang*, Xinjie Shi, Xia Liang, Meiling Yang, Sheng Xu, and Cong-Qiang Liu. Chemodiversity of Dissolved Organic Matter Is Governed by Microbial Biogeography in Inland Waters. Environ. Sci. Technol. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00896.
图1. (a)水体中浮游微生物群落多样性(H’-Mic)和DOM元素组合多样性(H’-Ele)的地理学分布；(b)DOM化学多样性的随机森林分析；(c)水体中DOM分子多样性(H’-Mol)的影响关系的结构模型分析
图2. 本研究被选为补充封面Supplementary Cover文章
