2021-03-26
期刊：《Chemosphere》
影響因子：5.778
最近，派森諾與東華大學合作，在期刊《Chemosphere》發表論文，報道了在土壤中引入蚯蚓，對銻和鎘污染的土壤進行生態修復的方法和效果，并發現了修復過程中土壤酶活和微生物群落的改變。
值得一提的是，本研究使用了QIIME2基因云進行了微生物群落測序數據分析（包括物種組成分析、Alpha/Beta多樣性分析、物種差異與標志物種分析等）。QIIME 2是微生物組分析方法：【問答集錦】關于QIIME 2的問題解釋（點擊查看），派森諾基因云則能實現基于QIIME 2內核的全流程、可交互、個性化、可視化分析，研究成果當然也更容易被期刊接受啦！
研究背景
銻（Sb）和鎘（Cd）等重金屬污染土壤的生態修復是個日益重要的研究課題，目前還少有報道是依靠蟲體來進行生態修復的。蚯蚓被譽為“生態系統工程師”，是典型的環境友好型生物，對于土壤中有機質循環、碳氮循環、成土作用、土壤結構穩定改善、水分滲透性等方面具有重要貢獻。因此，依靠蚯蚓對重金屬污染的土壤進行生態修復，是一個具有廣闊應用前景的環境治理辦法。
研究方法
本研究通過酶活測定和高通量測序相結合的方法，評估了蚯蚓（Eisenia fetida）對銻、鎘單獨污染或銻、鎘同時污染土壤的生態修復的貢獻。
研究方法：土壤樣品細菌群落多樣性組成譜測序
測序區域：16S rRNA基因V3V4區測序
分析方法：QIIME 2基因云
研究結果
本研究發現，高濃度的銻和鎘污染會顯著抑制土壤中脲酶、中性磷酸酶、蛋白酶，但蚯蚓能顯著提升脲酶和中性磷酸酶的活性，分別增加17.75%~121.91%和1.46%~118.97%。蚯蚓對蛋白酶活性沒有顯著提升作用，同時會抑制過氧化氫酶。通過幾何平均數指數分析，本研究發現蚯蚓能提升土壤的生物化學功能。
蚯蚓在銻、鎘污染土壤的生態修復過程中對酶活的影響
蚯蚓對酶活幾何平均數指數（Geometric Mean Index，GMean）的影響
對土壤細菌群落進行高通量測序分析發現，本研究中的土壤樣本在門水平主要由Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes組成，在綱水平則主要由Gammaproteobacteria、Actinobacteria和Alphaproteobacteria組成。Alpha多樣性分析表明，蚯蚓能改善土壤細菌群落的多樣性和均勻度（基于Pielou和Shannon指數）。同時，蚯蚓也改變了土壤細菌群落的組成結構，Sphingomonas和Flavobacterium等細菌屬以及Sphingomonas jaspsi和Conexibacter sp.等細菌種的豐度升高。
蚯蚓對土壤細菌群落組成的影響。首字母S指銻（Sb）污染，C指鎘（Cd）污染，SC指銻、鎘同時污染，CK為對照；T5指金屬濃度（為最高處理濃度）；E為引入蚯蚓的土壤樣本，nE為未引入蚯蚓的土壤樣本。
蚯蚓能提升土壤細菌群落的Alpha多樣性
稀疏曲線和豐度等級曲線分析
蚯蚓對土壤細菌群落Beta多樣性和物種組成結構的影響
本研究表明，蚯蚓能改善重金屬污染土壤的生態功能，因而可以被視為土壤生態修復的潛在貢獻者。本研究為進一步闡明蚯蚓對重金屬污染土壤的生態修復作用、及其調控酶活和土壤微生物群落的具體機制奠定了基礎。
以上研究的測序和部分數據分析工作由上海派森諾生物科技有限公司完成。如需進一步討論，歡迎討論區留言或者發郵件給我們喲（郵箱地址：[email protected]）！
閱讀原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653520336948
