青藏高原面积250多万平方公里，平均海拔4500多米，是世界上海拔最高、面积最大的高原。其独特的地形特征使青藏高原成为众多河流的主要源头，并作为水塔滋养着周边地区近20亿人。青藏高原内多样的水生态系统，包括冰川、湿地、温泉、湖泊和河流，孕育着丰富多样的水生微生物。且这些微生物群可能在青藏高原极端环境条件例如剧烈的温度波动、低氧浓度、低压和强烈的紫外线辐射中表现出独特的组成和代谢模式。然而，青藏高原特别容易受到包括全球变暖在内的气候变化的影响，遭受水储量的大量流失（自2002年以来每年损失100亿公吨）。为了实现“美丽中国”美好愿景，亟需对青藏高原水生微生物资源进行分类和保护。

羊卓雍措 （来源：罗帅）

近期，华中科技大学宁康教授团队与中科院水生所缪炜教授团队搜集了来自青藏高原盐水湖、淡水湖、河流、温泉、湿地以及冰川的498个水体样本并进行了宏基因组测序，建立了一个全面的青藏高原水生微生物组的基因组和基因目录（Tibetan Plateau Microbial Catalog，TPMC）。TPMC中包含着32 355个中高质量的宏基因组组装的基因组（Metagenome-assembled genomes，MAGs）扩展了我们对该地区基因组多样性的了解。这些基因组进一步骤类到10 723个微生物物种，其中88%为未注释物种。除此之外，TPMC中包含近3亿个非冗余基因（15%为新基因）; 以及73 864个生物合成基因簇（50%为新基因簇），从而拓展了目前已知的微生物功能多样性。研究团队利用这些数据，研究了青藏高原水生微生物群落在横跨2500公里的距离和超过5公里的海拔范围的中国三级阶梯地形上的生物地理学。研究发现与青藏高原微生物组的微生物组成相似性和共有基因数量随着距离和海拔的差异增大而下降，揭示了一种微生物的传播模式。TPMC是高海拔水生微生物资源的重要资源库，蕴藏着发现新的微生物谱系和功能的巨大潜力，并填补了微生物组生物地理学的知识空白。相关工作近期以“A genome and gene catalog of the aquatic microbiomes of the Tibetan Plateau”为题发表在Nature Communications。

华中科技大学宁康教授和中国科学院水生生物研究所缪炜教授、熊杰研究员为该论文的共同通讯作者，华中科技大学程铭悦博士、中科院水生所罗帅博士和张鹏博士为本论文的共同第一作者。本研究受到青藏高原第二次科学考察与研究计划、国家自然科学基金、国家重点研究发展计划项目以及国家科技基础资源调查专项等项目资助。

成果链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45895-8