北美河流功能微生物组目录的众包构建

预测元素循环和维持日益加剧的人为影响下的水质，需要了解河流微生物组的空间驱动因素。然而，缺乏跨多个河流的基因组解析功能见解和采样，阻碍了对控制河流生物地球化学的核心微生物过程的理解。本研究利用社区科学努力，加速了河流微生物组的采样、测序和基因组解析分析，创建了基因组解析开放流域数据库（GROWdb）。GROWdb 描述了覆盖美国90%流域的河流表层水中微生物基因组的身份、分布、功能和表达。具体而言，GROWdb 包含了来自27个门的微生物谱系，包括10个科和128个属的新成员，并在基因组水平上定义了核心河流微生物组。GROWdb 分析与广泛的地理空间信息相结合，揭示了微生物群落结构的局部和区域驱动因素，同时也提出了关于生态系统功能的基础性假设。在先前提出的河流连续体概念基础上，我们叠加了微生物功能性状表达，这表明河流微生物组的结构和功能是可预测的。我们通过各种合作的网络基础设施提供 GROWdb，以便跨学科广泛访问，用于流域预测建模和基于微生物组的管理实践。