中国科学院南京地理与湖泊研究所王建军研究员团队的文章“iDOM: Statistical analysis of dissolved organic matter characterized by high‐ esolution mass spectrometry”已在mLife正式上线。该研究团队长期致力于水域环境微生物和功能研究，基于前期溶解性有机质（DOM）及其与微生物耦联机制的研究，在数据分析和方法开发方面形成了一定积累，构建了适用于DOM高分辨质谱FT-ICR MS数据的R语言分析工具包iDOM。该工具包集成了DOM的分子性状计算与类群划分、多样性与组成差异分析、群落构建过程解析、环境响应评估以及暗物质影响量化和DOM-微生物生态网络构建等模块，提供了一套系统化的统计分析流程，为揭示DOM在生态系统中的组成特征与动态机制提供了理论与方法支持。

溶解性有机质（DOM）由成千上万种分子组成，是水域与陆地生态系统中生物地球化学循环的关键组成部分。溶解性有机质不仅作为关键碳源调控微生物的群落结构和功能，其自身的组成与转化也受到微生物活动的强烈影响。过去十年间，得益于高分辨质谱技术（尤其是傅里叶变换离子回旋共振质谱，FT-ICR MS）和统计方法的不断发展，溶解性有机质的分子表征及相关研究取得了显著进展。然而，由于溶解性有机质分子组成高度复杂，且背后的生态机制尚不明晰，目前仍缺乏能够系统分析这些数据、揭示溶解性有机质生态过程与环境响应，以及溶解性有机质与微生物之间耦联关系的集成化工具。

为解决上述难题，该研究构建了适用于高分辨质谱数据的R语言分析工具包iDOM，可实现对溶解性有机质数据的基础统计分析、生态机制深入挖掘与数据可视化。该R包能够处理多种类型数据，包括分子组成、分子性状以及尚未被鉴定组分的“暗物质”分子数据等，可集成环境因子和微生物群落等变量数据，探索溶解性有机质与非生物和生物驱动因子之间的关系。

该研究基于一个模拟气候变暖的微宇宙实验数据集，系统展示了iDOM在实际研究中的应用（图1）。iDOM支持分子性状计算、分子类群划分、化学多样性与组成差异分析等基础功能；集成了更为深入的生态分析功能，包括: (1) 构建溶解性有机质划分框架DOM_part，基于分子难易降解性和活性特征进行分类，并应用零模型方法，定量解析不同分子类群在构建过程中确定性与随机性机制的相对贡献；(2) 通过环境响应力指数iCER，量化溶解性有机质分子及群落对温度升高等环境变化的响应强度；(3) 利用暗物质影响力指数iDME，评估“暗物质”分子在溶解性有机质分子连接性中的作用及其对环境变化的响应；(4) 构建溶解性有机质-微生物互作网络，基于生态网络特异性指数，量化分子与微生物之间的耦联强度及其对环境变化的响应。

iDOM是一个面向高分辨质谱数据的综合分析工具包，旨在为溶解性有机质的分子化学表征与生态机制解析之间搭建桥梁。该工具包提供了一套系统化的分析流程，适用于多种生态系统与环境变化背景下的溶解性有机质研究。相关代码与示例数据已上传至Github平台，欢迎访问与使用：https://github.com/jianjunwang/iDOM。

图1 iDOM分析框架与核心功能

引用本论文：Meng F, Hu A, Jang K‐S, Wang J. iDOM: Statistical analysis of dissolved organic matter characterized by high‐ esolution mass spectrometry. mLife. 2025.

原文链接：

https://doi.org/10.1002/mlf2.70002

第一作者

孟凡凡  博士研究生

作者单位：中国科学院南京地理与湖泊研究所

作者简介：博士研究生，主要开展溶解性有机质与微生物耦联机制方面研究，相关研究成果以第一或共同第一作者身份发表在Environmental Science & Technology、New Phytologist、Fundamental Research等期刊。

第一作者

胡盎  青年研究员

作者单位：中国科学院南京地理与湖泊研究所

作者简介：博士，主要从事湖泊流域微生物与碳循环研究。主持国家自然科学基金3项、江苏省自然科学基金杰出青年基金，获中国生态学学会青年科技奖。研究成果发表在Nature Communications、the ISME Journal、Ecology、Environmental Science & Technology等。

通讯作者

王建军  研究员

作者单位：中国科学院南京地理与湖泊研究所

作者简介：博士，主持国家杰出青年基金、国家自然科学基金重大研究计划、中国科学院前沿科学重点项目、美国国家地理等项目。担任Functional Ecology、The ISME Journal、Global Change Biology等7个SCI期刊副主编或编委，已在Nature子刊、The ISME Journal、Microbiome、Global Ecology and Biogeography、New Phytologist、Ecology等期刊发表190余篇论文。

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