人类和其他生物共享一个微生物地球。微生物时刻影响着生态系统的过程和功能，对人类和地球健康至关重要。随着分子基因组学的发展，我们对生态系统中每一组分相联系微生物功能的理解不断深入，理解了这些微生物在生态系统中具有重要的功能。但迄今为止大多数微生物组的研究只针对单一宿主或某一个特定环境，如土壤微生物或水体微生物，缺乏利用系统的思维以生态系统作为一个整体研究微生物的时空动态及其功能。而生态系统各要素的微生物是紧密相连的，碎片化的研究极大地限制了我们在整个生态系统水平上对微生物组参与的过程、功能及其动态变化全面深刻的认识。
生态系统是近代生态学中最引人注目的概念。在生态系统基础上开展生态学相关研究，已取得了巨大的进展和成果。认识到人类繁荣依靠生态系统相关功能的发挥，如粮食、纤维和燃料的生产。因此，我们应该借鉴生态系统生态学的理论和方法来理解生态系统不同部分之间微生物的连通性及其功能，从而促进微生物相关学科的发展，最终更好的理解和预测人为活动对生态系统的影响。
为此，中科院城市环境研究所朱永官院士领衔国内外相关研究团队，提出“生态系统微生物组学”的概念，构建微生物研究的一个新框架以避免对生态系统中微生物理解的碎片化视角。基于此框架重点讨论了如下四个具有普适性的主要问题：（1）微生物在生态系统各个组分中是如何分布的及其移动规律；（2）生态系统中微生物之间的连通性及其营养级联效应；（3）生态系统微生物的时间动态变化；（4）生态系统微生物组学的应用。并在应用方面详细阐述了与新发传染病的关联和微生物种子库对保护生态系统中微生物多样性的重要作用。通过加强系统层面微生物组学的研究，可以更好地促进地球生态系统的可持续性。
相关研究成果以Ecosystem Microbiome Science为题，发表在mLife上。研究工作得到基金委重点项目、创新群体项目和“一带一路”国际科学组织联盟( ANSO )项目的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/mlf2.12054
图1 生态系统中微生物的连通性
