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QIIME 2基因云,再登10分JHM!

 新用户2811C1UV 2021-12-16

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期刊:《Journal of Hazardous Materials》

影响因子:10.588

最近,派森诺与青岛科技大学合作,在知名期刊《Journal of Hazardous Materials》发表论文,评估了微塑料对铅锌污染土壤的性质、重金属有效性和细菌群落的改变。

值得一提的是,本研究使用了QIIME 2基因云进行了微生物群落测序数据分析(包括物种组成分析、Alpha/Beta多样性分析、Venn图分析、PICRUSt2功能潜能预测和关联热图分析等)。QIIME 2已公认为微生物组领域的分析标准(👉相关介绍)#派森诺基因云 则能实现基于QIIME 2内核的全流程、可交互、个性化、可视化分析,可谓强强联合,研究成果当然也更容易被期刊接受啦!

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研究背景

微塑料(MPs)在土壤中广泛地与各种污染物共存,目前有限的研究表明,微塑料可能造成土壤对重金属解附,并且通过土壤微生物群落影响土壤性质和功能。然而,关于微塑料对于重金属污染土壤中土壤化学和微生物特性的影响仍有待系统研究。

研究方法

本研究对6种不同的MPs:聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、可降解塑料:聚乳酸(PLA)、聚琥珀酸丁二烯(PBS)和聚羟基丁酸(PHB),在不同剂量下(0.2%和2%,w/w)对Pb-Zn污染土壤中铅和锌的有效性、土壤化学性质和土壤酶活性的影响进行评估,并解析土壤细菌群落的变化,以及土壤性质的变化与细菌群落组成和功能的关联。

研究方法:土壤样品细菌群落多样性组成谱测序

测序区域:16S rRNA基因V3V4区测序

测序方法:NovaSeq PE250测序

分析方法:QIIME 2基因云

研究结果

本研究发现,土壤培养120天后,土壤pH值、溶解有机碳(DOC)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3-N)、有效磷(P)、Zn和Pb有效性及土壤酶活性均发生显著变化。在低剂量下,所有MPs均未显著改变土壤pH值,但高剂量PE和PS降低了土壤pH值,而高剂量PLA和PHB则提高了土壤pH值。MPs(尤其是生物可降解MPs)由于其本身或其中间体可作为有机碳源,因而增加了DOC含量。

研究发现,MPs可以通过塑造微生物群落和改变土壤理化性质来改变土壤酶活性,且大多数情况下对土壤酶活性不是抑制作用而是提高(仅有部分低剂量MPs降低了磷酸酶活性),尤其是聚乳酸等生物可降解MPs能显著提高土壤酶活性,这是由于其比传统MPs具有更高的生物降解性。

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研究发现,2%剂量的MPs对细菌群落的丰富度和多样性影响明显,且改变了微生物群落组成,导致特定类群的微生物物种的丰度发生显著变化。

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另外,通过PICRUSt2功能潜能预测发现,MPs增加了细菌群落中,与外源性生物降解和代谢相关的功能基因的含量,且影响大小与MPs类型和剂量相关。同时,土壤性质和重金属有效性的变化与细菌群落多样性和组成存在显著关联性。

总 结

本研究提示,MPs与重金属共存可能会改变土壤的金属迁移能力、土壤肥力和微生物群落的多样及其功能,从而对土壤的多功能生态系统构成潜在威胁。

  • 微塑料降低了Pb/Zn污染土壤中细菌群落丰富度和多样性;

  • 微塑料改变了土壤性质和重金属有效性,并降低了土壤肥力;

  • 微塑料改变了微生物群落组成,选择性地富集了特定类群;

  • Pb/Zn有效性的变化能导致微生物群落的变化;

  • 微塑料的影响因其类型和剂量而异。

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