高等研究院张琦副教授在Nature Communications发文揭示土壤功能微生物的跨界互作机制

　　第一作者：张琦

　　通讯作者：钱海丰、朱冬

　　发表期刊：Nature Communications

　　期刊5-Year Impact Factor：15.7

　　通讯单位：绍兴文理学院高等研究院

　　论文DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-025-68255-6

　　近日，我校高等研究院钱海丰团队联合中国科学院城市环境研究所朱冬研究员团队，在Nature子刊《Nature Communications》，发表题为“Cobamide-producing microbes as a model for understanding general nutritional interdependencies in soil food webs”的研究论文。该研究以钴胺素(维生素B₁₂)生产微生物为切入点，系统揭示了营养交叉供给在土壤食物网中的生态作用，为理解微生物营养供给如何支撑生态系统稳定性与One Health框架提供了新的理论基础。

　　该研究整合来自全球1,123个采样点、超过4.8万份宏基因组与基因组数据，构建了首个土壤钴胺素生产菌数据库(SCP v1.0)，系统刻画了具有钴胺素合成潜力的微生物在系统发育、功能特征及生态分布上的多样性。研究发现，这些微生物虽来源广泛、系统发育差异显著，但在土壤动物肠道中表现出明显的宿主特异性定殖模式，并携带多种有助于维持群落稳定和营养传递的功能性状。进一步以线蚓为模式生物的实验表明，钴胺素生产微生物不仅通过营养供给促进宿主生长发育，还可调控宿主基因表达、增强肠道稳定性，体现出跨界互作特征。此外，钴胺素合成仅是这些微生物多重功能之一，其综合代谢能力共同支撑了食物网中营养与功能的连续传递。

　　在更大尺度上，研究发现钴胺素生产微生物广泛分布于较高营养级，反映出一种普遍存在的营养依赖与转移规律，提示该机制可能同样适用于其他关键微量营养素。总体而言，该研究将钴胺素生产微生物确立为研究土壤食物网营养互作的理想模型，为系统解析环境—动物—人类健康之间的功能连接提供了新思路，也为One Health研究从风险识别走向机制理解提供了重要支撑。

图1.本研究的概念框架