凌恩生物报告升级，科研美图助力群落互作机制研究( 二 ) 2022年

此外，还研究了关键属的相对丰度与环境因素之间的相关性（图2b），利用环境广度研究了浮游细菌对环境因素的响应， PC池塘中浮游细菌群落的环境广度比MC池塘大（图2c）。这一结果表明，在具有捕食者干扰的养殖池塘中，浮游细菌群落具有更强的环境适应能力。

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图2浮游细菌群落的环境适应
4、顶端捕食者影响的浮游细菌群落组成机制
基于零模型估计了确定性过程和随机过程对MC和PC池塘浮游细菌群落聚集的相对贡献，群落聚集以随机过程为主（图3a）。与MC样本相比，确定性过程更有助于PC池塘中浮游细菌群落的聚集（图3b）。均质扩散是一个随机过程，是形成MC和PC池塘中浮游细菌群落的主要生态过程， PC样本中漂变的相对贡献率显著低于MC池塘中的漂变贡献率（图3c）。这些发现表明，顶端捕食者干扰通过改善环境过滤和减少漂移，增强了确定性过程对浮游细菌群落聚集的相对贡献。

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图3浮游细菌群落的聚集受到顶端捕食者的影响
5、顶端捕食者对浮游细菌生态功能的影响
利用FAPROTAX软件预测了浮游细菌群落的功能特征，并确定了各组之间的显著差异。在MC和PC池塘中，与化能异养相关的功能在浮游细菌群落中占主导地位，第二阶段的浮游细菌群落的发酵功能显著提高（图4a）。
Tax4Fun2的KEGG功能分析结果（图4b）表明，随着捕食者干扰的加剧，养殖池塘中浮游细菌的功能冗余减少。此外， βNTI与MC池塘中浮游细菌的FRI变化显著正相关，而PC池塘中则无明显相关（图4c），这意味着生态群落过程对具有顶端捕食者的养殖池塘中浮游细菌的功能影响很小。

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图4受顶端捕食者影响的浮游细菌群落的生态功能
6、顶端捕食者对浮游细菌群落稳定性的影响
为了调查水产养殖池塘中的浮游细菌模式，构建了MC和PC样本的MEN（图5），这两个MEN之间的拓扑特性差异表明，它们与PC池塘中的浮游细菌略有关联。所有指标都表明，在没有捕食者顶端干扰的养殖池塘中，浮游细菌的MEN具有较高的稳定性。

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图5浮游细菌群落的稳定性受到顶端捕食者的影响
7、顶端捕食者形成细菌浮游生物的机制
水温、pH、氨和TN与MC池塘浮游细菌的βMNTD显著相关，同时，水温、氨、氮和硝酸盐与PC池塘中浮游细菌的βMNTD显著相关。其中，只有硝酸盐浓度与PC池塘中浮游细菌的系统发育差异显著相关，而MC池塘中则没有相关关系（图6a）。
基于数据构建了一个概念框架来描述有和没有顶端捕食者的水产养殖池塘中浮游细菌群落的变化过程（图6b）。最终，具有顶端捕食者的养殖池塘中的浮游细菌表现出较高的环境适应能力，但功能冗余度和群落稳定性较低。

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图6具有顶端捕食者的浮游细菌群落的形成机制
四、研究结论
研究结果表明，甲壳动物养殖池塘不同养殖阶段浮游细菌群落的组成和功能存在显著差异。有捕食者的养殖池塘提供了更好的养殖环境。在顶端捕食者干扰下，硝酸盐在调节浮游细菌群落聚集的随机过程和确定性过程之间的平衡方面起着决定性作用，同时，顶端捕食者导致了更广泛的环境适应，但功能冗余度和群落稳定性较低。