大堡礁的浮游微生物群

海洋微生物是海洋食物网基础和全球生化循环的驱动者，但许多优势类群（如Pelagibacter、Prochlorococcus、SAR86等）在现有基因组数据库中严重缺失。本研究针对全球最大珊瑚礁——澳大利亚大堡礁，利用纳米孔（长读长）与Illumina（短读长）混合测序技术，构建了“大堡礁微生物基因组数据库”（GBR-MGD）。该库包含5283个高质量原核生物基因组（含1505个高完整性基因组）、20个染色体水平的微型真核生物基因组（如Bathycoccus和Ostreococcus），以及808,585个病毒基因组（含新发现的海洋Crassvirales类群）。研究揭示：传统短读长组装失败的主要原因是两类技术局限叠加——一是高菌株遗传多样性导致序列难以拼接，二是对低GC含量DNA存在严重测序偏好性偏差；而纳米孔长读长技术能跨越变异区域并均衡覆盖低GC序列，从而大幅提升关键类群的基因组回收率。进一步分析发现，GBR-MGD可精准识别反映珊瑚礁保护成效的微生物指标：受保护的“禁捕海洋保护区”（NTMR）中富集低GC、基因组精简的寡营养型微生物（如Pelagibacterales），而开放捕捞区则富集高GC的富营养型类群；这种差异与实测水体氮浓度降低相吻合，表明保护区通过改变营养环境间接塑造了微生物群落。此外，数据库还首次系统解析了海洋Crassvirales病毒的多样性与地理分布，并实现了微型真核藻类染色体级基因组的从头组装。该成果不仅填补了全球海洋微生物基因组空白，更将微生物监测提升为评估珊瑚礁管理实效的科学新范式。