气候变化引起的“河流-海洋”碳循环过程，是当下全球关注的难点和热点问题。陆源有机物从河流向海洋输送的过程是值得重点关注的全球碳循环问题。木质素作为河流中陆源有机物的重要组成成分，是陆地植物中仅次于纤维素的第二大有机物。部分陆源木质素以木质素单体的形式进入河流等水生生态系统。进入河流后，一部分会通过河口进入海洋碳库，一部分经过微生物代谢会转化为气体进入大气碳库，剩余的部分最终会埋藏在河流沉积物中。水生微生物驱动的木质素降解过程是全球碳循环中不可忽视的一环。以往关于木质素的降解，人们更多认为的是土壤真菌的作用。目前，虽然已有研究显示，水生细菌在水生生态系统中也具备降解木质素衍生物的能力，但对于自然水生生态系统中参与木质素降解的主要微生物类群及其具体降解过程我们还缺乏足够的了解。

我实验室海洋生命过程与生物资源利用创新团队核心成员李文均教授与美国肯特州立大学牟晓真副教授通过对珠江河水添加木质素衍生芳香族化合物(Vanillic Acid, VAN)进行微宇宙实验，然后使用宏基因组和宏转录组技术，结合生物信息学分析和化学营养物质含量分析方法，同时采用估算绝对丰度(EAA)与相对丰度(RA)的类群比较方式，从珠江河水中恢复出了一系列潜在的木质素衍生芳香族化合物分解者的基因组(MAGs)，并构建了木质素衍生物在珠江河流中的降解过程(图1)。研究结果表明，变形菌门和放线菌门的成员是此生态系统中主要的木质素衍生芳香族化合物的分解者，并且不同的降解过程参与的主要微生物类群有所不同，说明在木质素整个降解过程中，微生物之间存在一定的“分工合作”(图2)。该研究的实验技术及数据处理方法具有一定的创新性和应用价值，为水生细菌降解木质素衍生芳香族化合物的能力提供了有力的证据。

图1 预测木质素衍生芳香族化合物在淡水生态系统中的分解途径和其分解者分布