《LDPE微塑料薄膜改变土壤中的微生物群落组成和酶活性》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2019-08-30
  • 随着越来越多研究的开展,人们对于微塑料污染的担忧已经从水生环境扩展到了地面系统。尽管如此,微塑料对土壤生态系统的潜在影响仍未得到充分研究。本研究评估了聚乙烯微塑料对土壤酶活性和生物群落的影响,并且还研究了小型生物群在微塑料上的定殖。微塑料修正(每千克土壤2000片段)在15天后显著增加了土壤中脲酶和过氧化氢酶的活性,未探及转化酶活性可辨别的改变。16S rRNA高通量测序结果表明,PE修正后土壤中微生物群的α多样性(丰度、均匀度和多样性)没有明显变化,而塑料片段上微生物群的多样性指数显著低于控制和修改土壤中的微生物群多样性指数。经过90天孵育后,在对照和改良土壤中观察到不同的生物分类组成。具有不同群落结构的细菌组合定殖在PE微塑料上。此外,包括塑料降解细菌和病原体在内的几种类群在微塑料上更为丰富。同时,预测功能谱表明,氨基酸代谢途径和异种生物的生物降解和代谢在微塑料上更高。这些结果表明,与水生环境相比,土壤中的微塑料也可以作为一个独特的微生物栖息地,可能改变土壤生态系统的生态功能。

相关报告
  • 《温和修复选择微生物群落结构和微量元素污染土壤中的活性(GRO)》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2017-08-31
    • 温和的修复选择(GRO)是基于植物、相关微生物和土壤修复的综合使用,可以潜在地恢复土壤功能和质量。我们研究了三种GRO(辅助植物稳定化、原位稳定化和植物吸收和辅助植物萃取)对土壤微生物生物量和呼吸的影响,涉及C、N、P和S的生物地球化学循环水解酶的活性,以及来自欧洲六个实地试验的微量元素污染土壤(TECS)的细菌群落结构,并使用细菌 α-和 β-变形杆菌、放线杆菌和链霉菌科的变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹图谱和特异性处理特征的DGGE条带测序研究了群落结构。通过qPCR测定涉及氨氧化和脱氮的基因的复制数目。植物营养在Biogeco遗址(法国)三个地点增加了土壤微生物量和土壤呼吸。与Biogeco遗址处理的土壤相比,处理土壤中的酶活性一直较高。在这个地点,微生物生物量从696吨增加到2352 mg ATP kg−1 soil、呼吸从7.4增加到40.1mg C-CO2 kg−1 soil d−1,处理土壤中的酶活性比未处理的土壤的酶活性高2-11倍。植物管理引起细菌群落结构、总社区和功能组水平的变化,并增加了涉及N周期(nirK,nirS,nosZ和amoA)的基因复制数目。本文还评估了主要土壤物理化学性质和微量元素可利用性的影响,并阐明了最终的位点特异性效应。总体而言,我们的研究结果表明,TECS的植物管理会长期影响土壤生物活性。
  • 《湖水微观环境中低密度聚乙烯微粒中微生物生物膜的形成和群落结构》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-09-27
    • 环境中微塑料(MPs)的出现已引起全球广泛关注。微塑料在微生物上的定殖是微塑料对不同生态系统产生污染的重要一环,但是目前对此的研究还尚未明晰。为了在一定程度上解决这个问题,本研究采用培育的方法研究湖水中与低密度聚乙烯(LDPE)微塑料相关的微生物生物膜的形成,同时使用16S rRNA高通量测序确定微塑料对与之相关的微生物群落表面的影响。通过加入非离子型表面活性剂和紫外线辐照预处理,改变低密度聚乙烯(LDPE)微塑料的表面特性,更多的微生物被定殖在低密度聚乙烯(LDPE)表面。微生物群落分析表明,低密度聚乙烯(LDPE)微塑料主要被变形菌门细菌(phyla Proteobacteria)、拟杆菌属细菌(Bacteroidetes)和厚壁菌门细菌(Firmicutes)定殖。微塑料表明粗糙度和疏水性是影响与低密度聚乙烯(LDPE)微塑料相关微生物群落结构的重要因素。定殖于低密度聚乙烯(LDPE)上丰度最大的前20种微生物中,有一半是潜在的病原体,例如,植物病原体土壤杆菌、医院病原体杆菌、鱼类病原体黄杆菌等。本研究证明了湖水微观环境中细菌可以在低密度聚乙烯(LDPE)微塑料上快速定殖,微塑料可作为湖水中有害微生物的携带者。同时,本研究还首次探索了低密度聚乙烯(LDPE)微塑料表面特性对与之相关的微生物群落生物膜的影响。