2021-12-04
期刊：《Journal of Hazardous Materials》
影響因子：10.588
最近，派森諾與青島科技大學合作，在知名期刊《Journal of Hazardous Materials》發表論文，評估了微塑料對鉛鋅污染土壤的性質、重金屬有效性和細菌群落的改變。
值得一提的是，本研究使用了QIIME 2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、Venn圖分析、PICRUSt2功能潛能預測和關聯熱圖分析等）。QIIME 2已公認為微生物組領域的分析標準（??相關介紹），#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，可謂強強聯合，研究成果當然也更容易被期刊接受啦！
研究背景
微塑料（MPs）在土壤中廣泛地與各種污染物共存，目前有限的研究表明，微塑料可能造成土壤對重金屬解附，并且通過土壤微生物群落影響土壤性質和功能。然而，關于微塑料對于重金屬污染土壤中土壤化學和微生物特性的影響仍有待系統研究。
研究方法
本研究對6種不同的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）和聚羥基丁酸（PHB），在不同劑量下（0.2%和2%，w/w）對Pb-Zn污染土壤中鉛和鋅的有效性、土壤化學性質和土壤酶活性的影響進行評估，并解析土壤細菌群落的變化，以及土壤性質的變化與細菌群落組成和功能的關聯。
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
測序方法：NovaSeq PE250測序
分析方法：QIIME 2基因云
研究結果
本研究發現，土壤培養120天后，土壤pH值、溶解有機碳（DOC）、銨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3?-N）、有效磷（P）、Zn和Pb有效性及土壤酶活性均發生顯著變化。在低劑量下，所有MPs均未顯著改變土壤pH值，但高劑量PE和PS降低了土壤pH值，而高劑量PLA和PHB則提高了土壤pH值。MPs（尤其是生物可降解MPs）由于其本身或其中間體可作為有機碳源，因而增加了DOC含量。
研究發現，MPs可以通過塑造微生物群落和改變土壤理化性質來改變土壤酶活性，且大多數情況下對土壤酶活性不是抑制作用而是提高（僅有部分低劑量MPs降低了磷酸酶活性），尤其是聚乳酸等生物可降解MPs能顯著提高土壤酶活性，這是由于其比傳統MPs具有更高的生物降解性。
研究發現，2%劑量的MPs對細菌群落的豐富度和多樣性影響明顯，且改變了微生物群落組成，導致特定類群的微生物物種的豐度發生顯著變化。
另外，通過PICRUSt2功能潛能預測發現，MPs增加了細菌群落中，與外源性生物降解和代謝相關的功能基因的含量，且影響大小與MPs類型和劑量相關。同時，土壤性質和重金屬有效性的變化與細菌群落多樣性和組成存在顯著關聯性。
總 結
本研究提示，MPs與重金屬共存可能會改變土壤的金屬遷移能力、土壤肥力和微生物群落的多樣及其功能，從而對土壤的多功能生態系統構成潛在威脅。
微塑料降低了Pb/Zn污染土壤中細菌群落豐富度和多樣性；
微塑料改變了土壤性質和重金屬有效性，并降低了土壤肥力；
微塑料改變了微生物群落組成，選擇性地富集了特定類群；
Pb/Zn有效性的變化能導致微生物群落的變化；
微塑料的影響因其類型和劑量而異。
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