研究背景
水系级别是指划分水系支流规模大小和相互关系的等级。高阶河流中硝酸盐和其他农业污染物主要来自一级河流。河床作为地下水与水流之间的过渡带，对这些污染物的衰减有决定性的影响。对受农业影响的低阶河流沉积物中微生物群落结构模式的研究较少。本文对德国南部一条一级农业河流的沉积物进行了调查。采用PacBio对16SrRNA全长基因进行测序，分析每个样本的细菌组成，解决这一研究空白。选择长扩增子测序是为了对与当地水文特征相关的ASV分布模式提供更可靠的系统发育分析。
主要结果
1、沿河在上、中、下游及交汇处设置采样点，分别采集5和15cm深度的沉积物进行测序。基于样本间Bray-Curtis差异的层次聚类分析，所有样本聚为三类，可反映河床小规模局部异质性。通过非度量多维尺度(NMDS)和相似性百分比(simper)分析表明，地下水和河流之间的双向水交换是沉积物微生物群的重要控制因素，特别是对硝酸盐还原种群。
图1NMDS分析
2、通过将河流分解为净增加段和净损失段，除了受地下水渗漏影响的河床带外，沉积物微生物群落的聚集主要受确定性的非均匀聚集过程所主导。
图2β-NTI值（左下角三角形）和RCbray值（右上角三角形）的热图
3、鉴定出的个ASV可分为55个门，其中典型的硫氧化细菌(SOB)在河流沉积物中相当丰富。因为其具有连接硫和氮循环的潜在作用，通过全长16SrRNA扩增子高分辨率，进一步研究它们在ASV水平的分布，典型的异养反硝化菌在中游净损失区最为丰富，而上游和下游净增益区富集了大量与硫氧化相关的种群，如Sulfuricurvumspp.(14.79%)和Thiobacillusspp.(5.6%)，表明可能正在进行的硫驱动的自养硝酸盐衰减过程。
图3样品中潜在硫氧化细菌种群的相对丰度
参考文献：
Streambedmicrobial