香港城市大学 Patrick Lee 团队ISME J.：宿主关联的病毒群落组装与更替揭示污水处理系统中细菌群落结构变化

背景：生物污水处理系统依赖微生物群落完成污染物去除功能，病毒（尤其是噬菌体）被认为是调控细菌群落的重要生态因子，但现有研究多关注病毒多样性描述，对其生态过程和演化机制解析不足。研究目的：香港城市大学Patrick K. H. Lee团队以活性污泥和厌氧处理系统为模型，率先将生态学模型框架应用于污水处理病毒组研究，旨在从物种分布、组装机制、生态位分化、时间更替、网络稳定性、病毒-宿主耦合及群落预测等层面，综合解析病毒生态演化过程。结论：研究发现，病毒群落具有显著厂区特异性，主要受环境筛选和宿主特异性等确定性过程驱动，而非随机分布；病毒群落与细菌群落高度耦合，其更替速率与处理性能相关；基于病毒组成，通过深度学习模型可有效预测细菌群落结构。该研究推动了病毒组分析从“谁在那里”进入“为何存在、如何变化、如何影响宿主及能否预测系统状态”的新阶段，为污水处理系统微生物预警与过程调控提供了新工具。