青海湖微生物群落的共生模式 ※

石 晴，韓 睿，邢江娃，李永臻，沈國平，永 勝，朱德銳*

(1.青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中心，西寧 810016；2：青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院，西寧 810016)

青藏高原的湖泊類型眾多，按照湖泊水體的礦化度不同可分為淡水湖(<1g/L)、咸水湖(≥1g/L)以及鹽湖(≥50g/L)。[1]根據(jù)離子組成不同，鹽湖又可分為氯化物型(如察爾汗鹽湖)、硫酸鹽型(硫酸鈉亞型如運城鹽湖，硫酸鎂亞型如茶卡鹽湖)和碳酸鹽型(如扎布耶鹽湖)三類。[2]微生物群落是水生環(huán)境中的基本組成部分，主要包括細(xì)菌、古菌和真核生物等，在地球生物化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前，高通量測序(High-throughput sequencing)技術(shù)因具有測序深度大、準(zhǔn)確性強及重復(fù)性好等特點，已廣泛應(yīng)用于湖泊微生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)和微生物—生境互作等方面的研究。如Salmaso等[3]采用Illumina Miseq高通量測序平臺分析阿爾卑斯山以南湖泊浮游細(xì)菌群落組成的季節(jié)性變化；Jones等[4]利用454焦磷酸測序揭示低鹽度湖泊中細(xì)菌與真核生物之間的互作關(guān)系和共生模式。

青海湖(99°36′-100°16′E，36°32′-37°15′N)是我國最大的內(nèi)陸咸水湖，位于青藏高原東北部，鹽度為14.3～16.0 g/L，面積為4 583 km2，海拔為3 196 m，pH介于8.8～9.3。[5]青海湖由40多條河流補給，主要支流是布哈河、沙流河、哈爾蓋河、泉吉河和黑馬河，具有季節(jié)性補給特征。近年來，針對青藏高原硫酸鎂亞型湖泊(如茶卡鹽湖、小柴旦鹽湖和柯柯鹽湖)的微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)分析已有諸多報道[6-8]。青海湖隸屬硫酸鈉亞型咸水湖，水體中棲息的細(xì)菌和古菌群落、環(huán)境因子與物種的相關(guān)性以及互作關(guān)系尚不明確。

本研究采用高通量測序技術(shù)全面探究青海湖細(xì)菌和古菌的群落結(jié)構(gòu)、物種與環(huán)境因子的相關(guān)性及種群間的互作關(guān)系，為鹽湖微生物資源的綜合利用提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集及處理

課題組于2017年7月采集青海湖水樣(附帶鹽湖底泥)，采樣點分別位于布哈河附近(99°48′32″E，36°59′29″N。Q1)、沙島附近(100°39′26″E，36°51′47″N。Q2)、藍(lán)寶石附近(99°45′46″E，38°8′42″N。Q3)及未知地點(99°47′34″E，36°44′37″N。Q4)，水樣采集深度介于15～25 cm。水樣理化參數(shù)(總有機碳TOC，總有機氮TN，總鹽度TS；pH；Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Cl-，SO42-，CO32-)測定由上海微譜化工技術(shù)服務(wù)有限公司完成，檢測標(biāo)準(zhǔn)參照離子色譜分析方法通則(JY/T 020-1996)。

1.2 基因組DNA提取與PCR擴增

水樣采用0.22 μm滅菌濾膜真空抽濾，將濾膜剪切，參照試劑盒(QI Aamp Fast DNA Stool Mini Kit，上海賽百盛公司)說明書抽提基因組DNA。分別對細(xì)菌和古菌16S rRNA基因的V3-V4區(qū)和V3-V5區(qū)進(jìn)行PCR擴增(美國ABI Gene Amp 9700)，細(xì)菌引物為338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)；古菌引物為344F(5′-ACGGGGYGCAGCAGGCGCGA-3′)和915R(5′-GTGCTCCCCCGCCAATTCCT-3′)。PCR擴增采用TransStart Fastpfu DNA Polymerase(北京全式金生物技術(shù)公司)，反應(yīng)條件為95 ℃180 s，95 ℃ 30 s，55 ℃ 30 s及72 ℃ 45 s，細(xì)菌和古菌分別進(jìn)行27個和32個循環(huán)，最后于72 ℃延伸10 min。采用AxyPrep DNA凝膠回收試劑盒(美國Axygen公司)純化PCR產(chǎn)物，產(chǎn)物用電泳法檢測。

1.3 測序數(shù)據(jù)優(yōu)化處理與OTU聚類

PCR產(chǎn)物采用Quanti FluorTM-ST藍(lán)色熒光定量系統(tǒng)(美國Promega公司)檢測定量，按照每個樣品的測序量要求，進(jìn)行相應(yīng)比例的混合后，由上海美吉生物科技有限公司完成高通量MiSeq測序(Illumina MiSeq PE300)。測序獲得的雙端序列，根據(jù)Reads之間的Overlap關(guān)系進(jìn)行拼接(Merge)，同時對Reads質(zhì)量和Merge效果進(jìn)行質(zhì)控過濾。根據(jù)序列首尾兩端的Barcode和引物序列區(qū)分并優(yōu)化有效序列。利用Usearch 7.0軟件，按照97%相似性對非重復(fù)序列進(jìn)行OTU聚類。

1.4 Alpha多樣性分析和樣本與物種關(guān)系分析

通過Mothur v.1.30.1軟件，對菌群多樣性指數(shù)Simpson和Shannon、菌群豐度指數(shù)Chao1和Ace以及測序深度指數(shù)Coverage進(jìn)行計算分析?；赒iime平臺和RDP classifier貝葉斯算法對OTU代表序列進(jìn)行分類學(xué)分析，參照Silva數(shù)據(jù)庫，分別在門(Phylum)、綱(Class)與屬(Genus)水平上統(tǒng)計各樣本的群落組成，利用Circos-0.67-7軟件繪制樣本與物種關(guān)系圖。

1.5 環(huán)境因子相關(guān)性分析

通過計算環(huán)境因子與物種間的Spearman和Pearson相關(guān)系數(shù)，構(gòu)建青海湖細(xì)菌和古菌屬的相關(guān)性Heatmap圖。熱圖的X軸和Y軸分別表示環(huán)境因子和物種，計算獲得R與P。R以顏色區(qū)間展示，綠色代表負(fù)相關(guān)，紅色代表正相關(guān)，顏色的深淺表示數(shù)值的大小。

1.6 共線性網(wǎng)絡(luò)分析

以共線性網(wǎng)絡(luò)分析物種(species-node)與環(huán)境樣本(sample-node)的共存關(guān)系，采用Networkx網(wǎng)絡(luò)分析工具包，計算網(wǎng)絡(luò)直徑(Diameter)、緊密系數(shù)(Closeness Centrality)，分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓?jié)點度分布(Degree Distribution)狀況和節(jié)點聯(lián)通性(Degree)、介數(shù)中心性(Betweeness Centrality)等。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的中心系數(shù)值的大小與網(wǎng)絡(luò)重要性呈正相關(guān)。

1.7 物種相關(guān)性分析

選取屬水平總豐度前50的物種，計算物種之間的Spearman相關(guān)系數(shù)，構(gòu)建相關(guān)優(yōu)勢菌屬的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(相關(guān)系數(shù)閾值>0.5，且P<0.01)。利用Cytoscape軟件將相互作用網(wǎng)絡(luò)圖可視化，并將不同的物種模塊化。節(jié)點的大小表示物種豐度大小，同一分類物種(門水平)顯示同種顏色，連線顏色表示物種間的正負(fù)相關(guān)性(紅色表示正相關(guān)，綠色表示負(fù)相關(guān))，線的粗細(xì)表示Spearman相關(guān)系數(shù)大小(線粗表示物種相關(guān)性高)，線的多少表示物種與其他物種的聯(lián)系密切程度。

1.8 序列提交

本研究所得序列均已提交至NCBI數(shù)據(jù)庫。細(xì)菌BioSample登錄號為SAMN09949693-SAMN09949695和SAMN09949730；古菌BioSample登錄號為SAMN09949732和SAMN09949765-SAMN09949767。

2 結(jié)果

2.1 青海湖理化特征分析

采用離子色譜法分析青海湖4個樣本理化指標(biāo)(表1)，水體離子以SO42-、Cl-及Na+為主，屬于硫酸鈉亞型湖，與鄭綿平[2]報道一致。樣本Q1～4的TS為10.05～10.86 g/L、TOC為5.9%～6.5%、TN為0.19%～0.23%，pH為8.80～8.86。對比分析表明，樣本Q2的TOC、TN及pH均高于樣本Q1、Q3、Q4，而TS及Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、CO32-相對偏低。

表1 青海湖不同水樣的理化指標(biāo)Table1 Physicochemical characteristics of different water samples in Qinghai Lake

2.2 青海湖細(xì)菌與古菌的多樣性分析

通過Silva數(shù)據(jù)庫對97%相似水平的OTU代表序列進(jìn)行分類統(tǒng)計，4個樣品獲得細(xì)菌743個OTU(33門66綱395屬)、古菌592個OTU(12門19綱68屬)。通過樣品的微生物多樣性指數(shù)綜合分析(表2)，表明樣品細(xì)菌與古菌測序深度Coverage值均在99%以上，說明樣本測序基本覆蓋所含物種，足以代表樣本中微生物的真實情況。Ace指數(shù)(449±60)、Chao指數(shù)(454±60)、Shannon指數(shù)(4.20±0.42)和Simpson指數(shù)(0.05±0.03)顯示青海湖細(xì)菌群落豐度及多樣性較高(于古菌而言)，但各樣本因采樣環(huán)境以及位點差異，其物種豐度和多樣性存在一定的差異。

表2 青海湖不同樣品細(xì)菌和古菌的多樣性分析結(jié)果Table2 Diversity analysis of bacteria and archaea in different samples from Qinghai Lake

2.3 青海湖細(xì)菌與古菌的物種組成分析

根據(jù)物種注釋結(jié)果進(jìn)行門、綱與屬水平的豐度統(tǒng)計(圖1)。分析表明：青海湖細(xì)菌類群變形菌門(Proteobacteria，60.53%)占絕對優(yōu)勢，其次為擬桿菌門(Bacteroidetes，17.39%)、放線菌門(Actinobacteria，11.61%)和厚壁菌門(Firmicutes，2.56%)。在綱分類水平上(圖1-A)，細(xì)菌豐度較高的有α-變形菌綱(Alphaproteobacteria，28.16%)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria，18.58%)、放線菌綱(Actinobacteria，11.61%)和Flavobacteriia(9.98%)及β-變形菌綱(Betaproteobacteria，8.55%)，在各樣本中豐度比例不同。在屬分類水平上(圖1-B)，各樣本組成差異較大，樣本Q2和Q4的優(yōu)勢種群為Loktanella，分別占30.01%、14.57%；而樣本Q1和Q3的優(yōu)勢種群分別為Pseudarthrobacter、Nitrincola(21.51%)，分別占13.93%、21.51%。

青海湖古菌優(yōu)勢類群為廣古菌門(Euryarchaeota，40.96%)、未確定分類的沃斯古菌門(Woesearchaeota DHVEG-6，34.44%)以及奇古菌門(Thaumarchaeota，20.91%)。在綱分類水平上(圖1-C)，樣本Q1和Q2中豐度最高的分別為Soil Crenarchaeotic Group(SCG，82.10%)和Woesearchaeota DHVEG-6 norank(84.73%)；樣本Q3和Q4中的Methanomicrobia豐度最高，分別占53.98%、72.98%。在屬分類水平上(圖1-D)，樣本Q1的優(yōu)勢種群為SCG norank(74.84%)；樣本Q2中的Woesearchaeota DHVEG-6 norank(84.73%)為絕對優(yōu)勢種群；樣本Q3及Q4的優(yōu)勢種群為Methanosarcina(甲烷八疊球菌屬)和Woesearchaeota DHVEG-6 norank，樣本Q3以Woesearchaeota DHVEG-6 norank(35.64%)的豐度為最高，樣本Q4以Methanosarcina(64.72%)的豐度為最高。

A、B、C、D分別為細(xì)菌綱、細(xì)菌屬、古菌綱、古菌屬；#為未確定分類菌屬；*為未指定分類菌屬
圖1青海湖細(xì)菌和古菌群落組成結(jié)構(gòu)圖
Figure1Community structure of bacteria and archaea in Qinghai Lake

2.4 優(yōu)勢物種與湖泊環(huán)境因子相關(guān)性分析

對樣本屬分類水平的物種(豐度前50)進(jìn)行監(jiān)督式多元分析，并構(gòu)建環(huán)境因子與物種間的Heatmap圖(圖2)。對細(xì)菌屬水平的群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性(圖2-A)分析結(jié)果顯示：樣本Q2和Q4的優(yōu)勢種群Loktanella的分布與TOC/pH(r=0.2，p=0.8)及TN(r=1，p=0)呈正相關(guān)；樣本Q3的優(yōu)勢種群Nitrincola的分布與TN及CO32-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+呈正相關(guān)(r=0.4，p=0.6)；樣本Q1的優(yōu)勢種群Rhodobacteraceae unclassified的分布與TOC及pH呈正相關(guān)(r=0.6，p=0.4)。此外，Roseibacterium和Hoeflea的分布與TN呈顯著正相關(guān)(r=1，p=0)。

對古菌屬水平的群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性(圖2-B)分析結(jié)果顯示：樣本Q2和Q3的優(yōu)勢種群Woesearchaeota DHVEG-6 norank的分布與TOC/pH(r=0.4，p=0.6)及TN(r=0.8，p=0.2)呈正相關(guān)；樣本Q3和Q4的優(yōu)勢種群Methanosarcina(r=1，p=0)、樣本Q1的優(yōu)勢種群SCG norank(r=0.2，p=0.8)及樣本Q3的優(yōu)勢種群Methanosaeta(甲烷絲菌屬，r=0.8，p=0.2)的分布與TS呈正相關(guān)，Methanosaeta的分布還與CO32-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+呈顯著正相關(guān)(r=1，p=0)。相似性聚類分析結(jié)果顯示：Halomicroarcula、Halorubellus和Haloarcula(鹽盒菌屬)等的分布與TOC和pH呈顯著正相關(guān)(r=1，p=0)；Methanocella、Methanomethylovorans和Methanobacterium(甲烷桿菌屬)等的分布與TS呈顯著正相關(guān)(r=1，p=0)。

2.5 共線性網(wǎng)絡(luò)分析

通過Networkx軟件對青海湖4個樣本中的物種豐度信息進(jìn)行相關(guān)性分析，獲得物種在樣本間的共存關(guān)系(圖3)。細(xì)菌(屬)共線性網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果顯示(圖3-A)：4個樣本共有的種群數(shù)目為79個。Loktanella屬為4個樣本共有且占絕對優(yōu)勢，權(quán)重值為10654，其次為Pseudarthrobacter(3350)和Rhodobacteraceae unclassified(2892)。古菌(屬)共線性網(wǎng)絡(luò)結(jié)果顯示(圖3-B)：4個樣本共有的種群數(shù)目為25個。影響最大的種群為Woesearchaeota DHVEG-6 norank(權(quán)重值為38600)，其次為Methanosarcina(26949)和SCG norank(21334)。

#為未確定分類菌屬；*為未指定分類菌屬；X軸編號1～11分別為TOC、pH、TN、TS、CO32-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+；P若小于0.05則用*標(biāo)出，*：0.01圖2青海湖細(xì)菌屬(A)和古菌屬(B)的群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性Heatmap圖
Figure2Correlation between community structure of genus(A)and archaea(B)and environmental factors in Qinghai Lake

圖3 青海湖細(xì)菌(A)和古菌(B)的共線性網(wǎng)絡(luò)圖Figure 3 Co-occurrence network of bacteria(A)and archaea(B)in Qinghai Lake

2.6 物種相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)分析

利用Cytoscape軟件將青海湖細(xì)菌和古菌群落豐度前50的不同物種模塊化，構(gòu)建青海湖物種相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖(圖4)。結(jié)果顯示：細(xì)菌物種相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)(圖4-A)由44個節(jié)點、160條邊及6個相互作用模塊構(gòu)成。44個節(jié)點隸屬于類群Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Saccharibacteria、Firmicutes與Acidobacteria(酸桿菌門)，以Proteobacteria和Bacteroidetes所屬種群居多。比較結(jié)果表明，模塊Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的種群互作關(guān)系較為緊密。模塊Ⅰ：Limnobacter與Kerstersia呈正相關(guān)；屬群1[Cryomorphaceae unclassified、Perlucidibaca、ML635J-40 aquatic group norank、Dechlorobacter、Halieaceae unclassified、Arcobacter(弓形桿菌屬)、Microbacteriaceae norank(微桿菌科)、NS9 marine group norank、NS11-12 marine group norank]彼此呈正相關(guān)；而Limnobacter和Kerstersia與屬群1均呈負(fù)相關(guān)。模塊Ⅱ：Saccharibacteria norank與屬群2[Sulfurimonas、Azoarcus(固氮弓菌屬)、Cryomorphaceae norank、Hydrogenophaga(噬氫菌屬)、AquilunaCandidatus、Desulfuromusa、Planktosalinus、Seohaeicola]呈負(fù)相關(guān)；屬群2彼此呈正相關(guān)。模塊Ⅲ：Rhodobacteraceae unclassified與其余種群均呈負(fù)相關(guān)。模塊Ⅳ：Hoeflea、Roseilbacterium、Loktanella種群間呈正相關(guān)，而與其余菌屬均呈負(fù)相關(guān)。

古菌物種相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)(圖4-B)由43個節(jié)點、122條邊及10個相互作用模塊構(gòu)成。43個節(jié)點隸屬于Eryarchaeota、Thaumachaeota、Bathyarchaeota、Diapherotrites、Miscellaneous Eryarchaeotic Group(MEG)和未分類屬，以Eryarchaeota所屬種群居多。相較其他模塊而言，模塊Ⅰ、Ⅱ中的種群互作關(guān)系最為緊密。模塊Ⅰ中，Methanosarcina與屬群3(Halapricum、Halobacteriaceae unclassified、Halomicroarcula、Halobellus、Halorubellus、Haloarcula)呈負(fù)相關(guān)，與屬群4(Methanobacterium、Bathyarchaeota norank、ARC26 norank、Methanomethylovorans、Methanocella)呈正相關(guān)。屬群3彼此間呈正相關(guān)，而與屬群4均呈負(fù)相關(guān)。模塊Ⅱ中，屬群Halobacterium、Halanaeroarchaeum、Halorubrum(鹽紅菌屬)、Natronomonas(嗜鹽堿單胞菌屬)、Halomarina、Halonotius、Halobacteriaceae norank間呈正相關(guān)，而與Methanosaeta均呈負(fù)相關(guān)。

#為未確定分類菌屬；*為未指定分類菌屬

3 討論

咸水湖(或鹽湖)環(huán)境中，存在著豐富的微生物群落。研究發(fā)現(xiàn)其細(xì)菌優(yōu)勢類群多為Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Verrucomicrobia[9，10]。因水質(zhì)理化特征等不同，水體中群落組成又有所差異。已報道硫酸鈉亞型鹽湖，如山西運城鹽湖[11]和內(nèi)蒙古姆州諾爾鹽湖[12]的優(yōu)勢類群為Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes。本研究中，青海湖細(xì)菌類群Proteobacteria(60.53%)占絕對優(yōu)勢，其次為Bacteroidetes(17.39%)、Actinobacteria(11.61%)和Firmicutes(2.56%)，與同類型鹽湖報道基本一致，僅豐度比例有所不同。青海湖優(yōu)勢種群與茶卡鹽湖和小柴旦鹽湖完全不同，后兩者共有的優(yōu)勢種群為Bacillus(芽孢桿菌屬)、Bacillus(海洋芽孢桿菌屬)和Pseudomonas(假單胞菌屬)，而其優(yōu)勢菌屬為Loktanella(11.84%)、Nitrincola(6.78%)和Pseudarthrobacter(3.72%)，這可能與鹽湖礦化度的不同致微生物群落結(jié)構(gòu)組成存在差異有關(guān)。Loktanella作為青海湖第一優(yōu)勢菌屬，屬于革蘭氏陰性菌，Trappen等[13]確定其分類學(xué)地位隸屬于α-變形菌綱-紅細(xì)桿菌目-紅細(xì)桿菌科。截至目前，Loktanella共計有22個種分類，其屬大多數(shù)種成員分離自淡水和海洋生態(tài)系統(tǒng)，如海水[14]、海底沉積物[15]及海洋生物膜[16]等。青海湖屬咸水湖，其較低的礦化度可能與海洋系統(tǒng)的水環(huán)境化學(xué)特征具有一定的相似性，致使Loktanella菌屬廣泛存在。

嗜鹽古菌是極端環(huán)境中的主要類群之一，諸多研究表明咸水湖(鹽湖)中古菌優(yōu)勢類群為Euryarchaeota、Thaumarchaeota、Crenarchaeota(泉古菌門)和Nanohaloarchaeota(納古菌門)[17-20]；優(yōu)勢種群以Natronomonas、Halorubrum、Haloarcula、Haloplanus(鹽盤菌屬)、Halorhabdus(鹽棍菌屬)和Halobacterium為主[21-23]。本研究中，青海湖古菌類群除聚集于Euryarchaeota(40.96%)、Thaumarchaeota(20.91%)外，且存在大量未確定分類的沃斯古菌門Woesearchaeota DHVEG-6(34.44%)；優(yōu)勢種群為Woesearchaeota DHVEG-6 norank(34.44%)、Methanosarcina(24.05%)、SCG norank(19.04%)，與已報道的優(yōu)勢種群完全不一致。青海湖優(yōu)勢類群沃斯菌門Woesearchaeota隸屬于DPANN(Diapherotrites，Parvarchaeota，Aenigmarchaeota，Nanohaloarchaeota，Nanoarchaeota)類群，具有高度的多樣性，尚無純培養(yǎng)菌株。經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育樹分析表明，Woesearchaeota有26個潛在的亞群[24]，這些亞群主要分布在內(nèi)陸缺氧環(huán)境中[25-27]。青海湖的特殊地理特征(高原低氧環(huán)境)可能為Woesearchaeota的高豐度存在提供有利條件。

研究表明，湖泊微生物群落組成及物種多樣性與溫度、光照強度、酸堿度及鹽度等多種環(huán)境因子有關(guān)[28，29]，其中鹽度或礦化度認(rèn)為是影響群落結(jié)構(gòu)的主要因素。Oueriaghli等[30]對西班牙東南部高鹽環(huán)境Rambla Salada進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)鹽度和氧氣是細(xì)菌群落的主要環(huán)境影響因素；Bryanskaya等[31]研究新西伯利亞地區(qū)鹽湖微生物多樣性時發(fā)現(xiàn)，鹽度是影響群落結(jié)構(gòu)的主要因素但不是唯一因素。本研究中，青海湖細(xì)菌優(yōu)勢種群Loktanella及Nitrincola的分布主要與TN呈正相關(guān)，古菌優(yōu)勢種群Methanosarcina、SCG norank及Methanosaeta的分布主要與TS及離子濃度(CO32-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+)呈正相關(guān)。對比分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌群落與鹽度呈正相關(guān)的物種居多。古菌群落中，產(chǎn)甲烷古菌(如Methanobacterium)的分布多與TS及離子濃度呈正相關(guān)，鹽桿菌目屬成員(如Halapricum)的分布多與TOC及pH呈正相關(guān)。在不同的鹽環(huán)境中，影響微生物群落的環(huán)境因素有所差異，這可能與屬群的代謝形式和生存機制有關(guān)。

近年來，關(guān)于咸水湖(鹽湖)的研究多側(cè)重于分析其微生物群落組成以及與環(huán)境因子的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)分析尚未廣泛應(yīng)用于探索復(fù)雜群落中微生物類群之間的共生模式。目前，有關(guān)淡水湖[32，33]中物種相關(guān)性的報道較多，涉及咸水湖的較少。本研究中，共線性網(wǎng)絡(luò)顯示：細(xì)菌屬Loktanella和古菌屬Woesearchaeota DHVEG-6 norank共存于4個樣本中且豐度最高，推測為青海湖絕對優(yōu)勢種群。物種相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)顯示：細(xì)菌和古菌連接節(jié)點最多的分別是其模塊Ⅰ中Limnobacter、Kerstersia及Perlucidibaca等11個屬和Methanosarcina、Halapricum及Halomicroarcula等12個屬，認(rèn)為是青海湖關(guān)鍵屬。研究表明，通過網(wǎng)絡(luò)中微生物間的相互作用可以推測[34-36]，處于互利共生關(guān)系的微生物呈正相關(guān)關(guān)系[37]，而處于競爭關(guān)系的微生物呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[38]。因此，青海湖細(xì)菌核心類群Proteobacteria(如Arcobacter)、Bacteroidetes(如NS9 marine group norank)和Actinobacteria(如Microbacteriaceae norank)多以互利共生關(guān)系存在。在古菌核心類群Euryarchaeota中，同甲烷代謝相關(guān)的甲烷微菌綱Methanomicrobia(如Methanosarcina)、甲烷桿菌綱Methanobacteria(如Methanobacterium)與嗜鹽古菌的鹽桿菌綱(如Halapricum)以競爭關(guān)系存在，而鹽桿菌綱屬成員及甲烷代謝相關(guān)菌屬的內(nèi)部彼此呈共生關(guān)系。產(chǎn)甲烷菌屬與鹽桿菌綱屬成員通過何種方式相互影響，有待后續(xù)研究闡明。