成都，为什么调查微生物多样性？

　　2021年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步加强生物多样性保护的意见》中提到，持续推进菌种等生物遗传资源和种质资源调查及数据库建设。

　　诚然，微生物多样性纷繁复杂，种类数以万计。保护生物多样性，除了要关注易于观察的野生动植物外，更需要站在物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性的不同维度，借助先进的科技手段，认识我们身边无处不在的微生物多样性。

“打个鸡蛋” 黄腐链霉菌 Streptomyces xanthophaeus

（2022年成都微生物调查项目运用特殊拍摄技术获得）

　　众所周知，微生物在地球的氮、碳、硫、磷等物质循环和能量流动过程中至关重要。例如，微生物参与氮和二氧化碳固定，有效地控制了温室气体排放。

微生物参与地球氮循环示意图

引自：www.khanacademy.org

　　同时，微生物的多样性组成及其功能，与野生动植物演化、摄取营养、社会结构，甚至寿命等息息相关。比如，根际微生物群落对植物生长起着主要驱动作用。

A 研究样本；B NCBI分类树；C 样本来源；D 实验流程（Levin et al., 2021）

　　全球动植物多样性正在减少。相比之下，微生物多样性的全球发展方向和变化速度仍处于未知状态。

生物多样性变化图 （Thaler, 2021）

　　知其然，也要知其所以然。任何人都会承认微生物在城市生态系统中所起的作用，那么，我们就需要深入了解这其中的奥秘。

　　2022年夏季，基于成都这座超大城市的微生物多样性资源调查与保护工作拉开了帷幕。调查工作强调，将微生物培养组学和现代分子生物学技术紧密结合。作为市野生动植物监测工作的重要补充，深入挖掘、认识和监测成都各自然环境中的微生物现状，探索城市生物多样性发展趋势和规律，加强城市可持续管理，推广“同一健康 One Health”理念。

土壤、植物、动物和人类微生物群之间的联系

（Banerjee et.al,2022）

　　成都是“全面体现新发展理念城市”首倡地和“公园城市”首提地，也是全球生物多样性魅力城市。

城市绿地与人类健康示意图（Huang et.al, 2021)

　　在全国率先开展城市微生物调查，并基于生物多样性保护目的，建立成都微生物资源库，为成都生物多样性（野生动植物）保护和生态系统管理提供“微观且具有深度”的科学数据。将对成都扎实推进国家首批生态文明先行示范区、建设美丽宜居公园城市具有重要意义。

林地采样工作照

　　经过近一年的野外工作，对成都市各区县，不同海拔的396个点位进行取样，有如下一些发现。

　　成都市微生物多样性丰富

　　对成都市天然林、人工林、城区、农田和湿地微生物高通量测序结果发现，成都市细菌/放线菌共2311个属，隶属于66个门，204个纲，537 个目，934个科。真菌共1907个属，隶属于10个门，52个纲，171 个目，510个科。与其他城市研究数据进行比较，成都土壤微生物具有更高的多样性，反映出成都城市生态系统具有较为丰富的微生物物种层次和结构。

漳州芽孢杆菌 Bacillus zhangzhouensis

（2022年成都微生物调查项目运用特殊拍摄技术获得）

　　培养组学研究显示，成都市土壤中细菌总数为2.8×106-6.7×106 CFU/g，放线菌总数为1.2×105-3.3×105CFU/g，真菌总数为1.3×105-2.6×105 CFU/g。分离获得2127株菌株，可为生态修复和动植物保护利用提供宝贵的菌株。

“毛刷气质” 绿色木霉菌 Trichoderma viride

（2022年成都微生物调查项目运用特殊拍摄技术获得）

　　不同类型的土壤微生物多样性存在差异

　　在城区和农田样品中，细菌和放线菌丰富度及均匀度相对较高。公园城市建设过程可能促进了微生物多样性提升。天然林样品中，真菌群落丰富度和均匀度显著高于其他类型，是因为这些区域植被丰富、凋落物可溶性化合物的淋溶作用，促进了更多样的真菌生长。

细菌在成都市的分布，以Vicinamibacterales类群为例

　　成都市微生物功能多样

　　不同类型中微生物功能分析发现，与生物固氮相关酶基因nifHD1, nifI1在湿地样品中丰度较高，谷氨酸脱氢酶在城区样品中丰度较高。可见，湿地和城区微生物保持着较好的固氮功能。

​具有抗菌活性的链霉菌 Streptomyces sp.

（2022年成都微生物调查项目拍摄电镜照）

　　基于以上研究，编制了《成都市微生物名录2022版》，保存菌株2127株，隶属于7个门287个属，包括细菌3个门95个属、放线菌1个门27个属和真菌3个门165个属。同时建立了成都微生物电子影像档案，为丰富成都微生物菌种库打下了坚实的基础。（来源/成都野保）