基于高通量測(cè)序的工業(yè)園區(qū)地下水和土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)比較研究

薛銀剛，劉菲，周璐璐，金珊，姜逸，王穎聰，江曉棟，王倩，施昕瀾，薛柯

1. 常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，常州 213164 2. 常州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇省環(huán)境保護(hù)水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，常州 213001 3. 南京市浦口區(qū)水利工程管理服務(wù)站，南京 211800

微生物參與地下水和土壤中碳氮循環(huán)、有機(jī)物分解和能量傳輸過程，其群落組成和多樣性可以反映地下水和土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)[1-2]。地下水細(xì)菌群落特性與水生生態(tài)環(huán)境具有高度相關(guān)性，群落結(jié)構(gòu)的改變往往比水文地球化學(xué)指標(biāo)的變化更為敏感，其結(jié)構(gòu)特征、功能狀態(tài)和多樣性變化可以用于反映水體生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染輸入脅迫的恢復(fù)力[3]。細(xì)菌是土壤微生物中數(shù)量最多的類別，能夠促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)的分解和營養(yǎng)物質(zhì)的釋放，對(duì)維持土壤生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)具有重要作用[4-5]。通過細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與組成反映周圍環(huán)境所帶來的影響和自身生態(tài)現(xiàn)狀是考察地下水和土壤生態(tài)平衡的重要方法之一[6]。

工業(yè)園區(qū)在我國已成為工業(yè)企業(yè)集中發(fā)展的平臺(tái)，已有研究學(xué)者對(duì)工業(yè)園區(qū)的環(huán)境樣品進(jìn)行取樣調(diào)查。陳玲等[7]對(duì)上海化學(xué)工業(yè)區(qū)土壤環(huán)境進(jìn)行研究，了解了該地區(qū)土壤中各種重金屬元素的環(huán)境背景值。Liu等[8]對(duì)我國東部化學(xué)工業(yè)園區(qū)半揮發(fā)性有機(jī)污染物污染(semi volatile organic compounds，SVOCs)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明，SVOCs在地表水、地下水和土壤中的檢出率分別為15.93%、12.39%和20.35%。而地下水和土壤中的細(xì)菌群落是對(duì)污染輸入的直接反映者，目前關(guān)于工業(yè)園區(qū)地下水和土壤細(xì)菌群落的研究還較少。近年來，研究微生物多樣性的方法已經(jīng)不限于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng)，被稱為“下一代”測(cè)序技術(shù)的高通量測(cè)序技術(shù)能一次快速地對(duì)數(shù)以百萬的DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定，被認(rèn)定為研究微生物群落特征和功能特性的高效手段[9-11]。

本次研究選取江蘇省常州市某工業(yè)園區(qū)作為研究對(duì)象，為了獲得地下水和土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征、功能及多樣性，根據(jù)所擴(kuò)增的16S區(qū)域特點(diǎn)，基于Illumina HiSeq測(cè)序平臺(tái)，利用雙末端測(cè)序的方法，構(gòu)建小片段文庫進(jìn)行雙末端測(cè)序。通過對(duì)工業(yè)園區(qū)地下水和土壤細(xì)菌群落進(jìn)行細(xì)致全貌的分析，用細(xì)菌群落豐度、多樣性和豐富度指數(shù)研究地下水和土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征和差異，以反映研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，為工業(yè)園區(qū)地下水和土壤生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)提供方法支撐。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 樣點(diǎn)位置和樣品采集

采樣區(qū)位于常州市某工業(yè)園區(qū)(119°39′43″，31°43′31″)，園區(qū)內(nèi)已有地下水監(jiān)測(cè)井且保存完好，減少了不必要的鉆探工作量。采樣時(shí)間為2016年12月，共選取3口淺層地下水監(jiān)測(cè)井GW1(119°37′11″，31°43′32″)、GW2(119°37′46″，31°44′47″)和GW3(119°34′60″，31°45′45″)，并在地下水監(jiān)測(cè)井旁采集土壤樣品(S1、S2和S3)。

地下水采樣前需洗井，抽出井管中的滯水，使含水層中新鮮水充入井管，根據(jù)每口井的水深度和地下水回水速度，確定具體的抽水時(shí)間。洗井完成后，待地下水水位達(dá)到平衡，使用貝勒管(Safelab-123，北京賽福萊博科技有限公司)于地面下3 m采集地下水。在各個(gè)監(jiān)測(cè)井旁用螺旋鉆取土，采集深度為3 m處的土壤。樣品采集后，利用冷藏保存箱運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室。使用經(jīng)0.45 μm的混合纖維素濾膜過濾的地下水水樣用于測(cè)定水體理化指標(biāo)；用于DNA提取的水樣先經(jīng)5 μm孔徑濾膜過濾除去顆粒雜質(zhì)，再通過0.22 μm孔徑濾膜過濾；每個(gè)土壤樣品分為2份，過0.2 mm篩，分別用于理化指標(biāo)的測(cè)定和DNA的提?。挥糜贒NA提取的樣品放置于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 理化指標(biāo)測(cè)定

地下水理化指標(biāo)的分析采用常規(guī)的理化監(jiān)測(cè)方法：pH值(玻璃電極法，GB/T 6920—1986)；總硬度(EDTA法，GB/T 5750.04—2006)；氟化物(離子選擇電極法，GB/T 7484—1987)；硝酸鹽氮(紫外分光光度法，HJ/T 346—2007)；氨氮(納氏試劑分光光度法，HJ 536—2009)；錳(火焰原子吸收分光光度法，GB/T 11911—1989)；鎘、銅、鋅(電感耦合等離子體質(zhì)譜法，HJ 700—2014)。

土壤理化指標(biāo)的分析采用常規(guī)的理化監(jiān)測(cè)方法：pH值(玻璃電極法，GB/T 6920—1986)；含水率(70 ℃烘箱干燥，LY/T 1213—1999)；氟化物(離子選擇電極法，GB/T 7484—1987)；總磷(鉬銻抗分光光度法，HJ 632—2011)；全氮(半微量凱氏法，LY/T 1228—1999)；鉻、銅、鎳、鋅(電感耦合等離子體質(zhì)譜法，HJ 700—2014)。

1.3 DNA提取

使用FastDNA Spin Kit for Soil試劑盒(MP bio，USA)提取樣品基因組DNA，具體步驟按照試劑盒說明書。為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，每個(gè)采樣點(diǎn)的樣品做3次平行，提取的樣品DNA使用NanoDrop2000超微量蛋白質(zhì)核酸分析儀(Thermo Fisher，USA)測(cè)定提取出的DNA濃度和純度后，經(jīng)提取成功后混勻?yàn)?個(gè)樣品置于-20 °C中保存，用于后續(xù)的PCR擴(kuò)增等分析。

1.4 PCR擴(kuò)增

將提取好的DNA產(chǎn)物使用16S rDNA V4區(qū)引物(515F和806R)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增體系為50 μL，為Ex Taq DNA 0.25 μL，10 × Ex Taq Buffer 5 μL，25 mmol MgCl24 μL，dNTP 4 μL，正向和反向引物各1 μL，DNA模板2 μL，超純水32.75 μL。PCR擴(kuò)增過程：98 ℃預(yù)變性5 min后，98 ℃變性30 s，退火溫度50 ℃下反應(yīng)30 s，72 ℃延伸40 s，共計(jì)20個(gè)循環(huán)，最后于72 ℃下延伸10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物用1%的瓊脂糖電泳進(jìn)行檢測(cè)，并以等密度比混合后使用Qiagen Gel Extraction Kit (Qiagen，Germany)純化。

1.5 高通量測(cè)序

純化后的產(chǎn)物送至諾禾致源測(cè)序公司，使用Illumina (USA)的Hiseq平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序和分析。使用TruSeq?DNA PCR-Free樣品制備試劑盒(Illumina，USA)生成測(cè)序文庫。使用Qubit @ 2.0熒光計(jì)(Thermo Scientific)和Agilent Bioanalyzer 2100系統(tǒng)(Agilent，USA)評(píng)估測(cè)序文庫質(zhì)量。最后，在Illumina HiSeq 2500平臺(tái)(Illumina，USA)上進(jìn)行了測(cè)序。

1.6 生物信息統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)Barcode序列和PCR擴(kuò)增引物序列從下機(jī)數(shù)據(jù)中拆分出各樣品數(shù)據(jù)，截去Barcode和引物序列后使用FLASH(版本1.2.7)[12]對(duì)每個(gè)樣品的reads進(jìn)行拼接，參照Qiime(版本1.7.0)[13]的Tags質(zhì)量控制流程，進(jìn)行Tags截取和長度過濾后去除嵌合體序列，得到最終的有效數(shù)據(jù)(Effective Tags)。

利用Uparse軟件(版本7.0.1001)[14]對(duì)所有樣品的全部Effective Tags進(jìn)行聚類，以97%的一致性(Identity)將序列聚類成為操作分類單元(operational taxonomic units，OTUs)，同時(shí)會(huì)選取OTUs的代表性序列，用Mothur方法與SILVA的SSUrRNA數(shù)據(jù)庫[15]進(jìn)行物種注釋分析(設(shè)定閾值為0.8～1)，獲得分類學(xué)信息并分別在各個(gè)分類水平統(tǒng)計(jì)各樣本的群落組成。香濃指數(shù)(Shannon index)、辛普森指數(shù)(Simpson index)、Chao1指數(shù)(Chao1 index)和ACE指數(shù)(ACE index)通過QIIME軟件(版本1.7.0)計(jì)算。

2 結(jié)果(Results)

2.1 理化指標(biāo)

不同點(diǎn)位地下水和土壤的理化性質(zhì)見表1和表2，該工業(yè)園區(qū)地下水呈弱酸性，土壤呈弱堿性。根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB14848—93)III類標(biāo)準(zhǔn)限值為基準(zhǔn)，除錳外，地下水各項(xiàng)指標(biāo)均未超標(biāo)。土壤氟化物以S1采樣點(diǎn)含量最高，土壤總磷和全氮以S2采樣點(diǎn)含量最高，砷、銅、鎳、鋅在該化工園區(qū)不同點(diǎn)位也均有檢出，含量未超過國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618—1995)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且均為S3>S1>S2。

2.2 細(xì)菌群落Alpha多樣性

反映樣本OTU覆蓋情況的Coverage指數(shù)均在96%以上，表明測(cè)序數(shù)據(jù)較為理想。以97%相似性進(jìn)行OTUs聚類分析，得到地下水樣品的OTUs為GW1(1 761)>GW2(1 426)>GW3(1 244)，土壤樣品的OTUs為S1(5 007)>S3(4 490)>S2(4 062)。

選定衡量樣品群落多樣性的Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)以及衡量樣品群落豐富度的Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)來表征地下水和土壤樣品物種組成情況。土壤細(xì)菌群落的多樣性和豐富度明顯高于地下水，其中土壤和地下水細(xì)菌群落的Shannon指數(shù)和ACE指數(shù)差異顯著(P < 0.05)。地下水細(xì)菌群落以GW1點(diǎn)位的多樣性和豐富度最高；土壤細(xì)菌群落以S1點(diǎn)位的多樣性最高，S2點(diǎn)位的豐富度最高。

2.3 地下水和土壤細(xì)菌群落特征

經(jīng)高通量測(cè)序，地下水樣品共計(jì)得到195 121條高質(zhì)量基因序列，未能在門、綱、目、科、屬和種分類水平上進(jìn)行分類的基因序列比例分別為0.42%，1.42%，4.58%，7.13%，32.96%和94.56%；土壤樣品共計(jì)得到181 018條高質(zhì)量基因序列，未能在門、綱、目、科、屬和種分類水平上進(jìn)行分類的基因序列比例分別為2.96%，5.61%，10.80%，27.66%，52.69%和90.37%?？梢?，地下水和土壤細(xì)菌群落在種分類水平上存在大量的未知類型細(xì)菌。

表1 不同點(diǎn)位地下水樣品理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of goundwater samples at different sites

注：ND表示結(jié)果低于方法檢出限；鎘和銅檢出限為0.0001 mg·L-1，鋅檢出限為0.0050 mg·L-1。

Note: ND indicates the result is below the method detection limit; the method detection limit of Cd and Cu was 0.0001 mg·L-1, and the method detection limit of Zn was 0.0050 mg·L-1

表2 不同點(diǎn)位土壤樣品理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of soil samples at different sites

表3 Alpha多樣性指數(shù)Table 3 Alpha diversity index

經(jīng)物種注釋，地下水樣品共檢出48個(gè)細(xì)菌門，土壤樣品共檢出50個(gè)細(xì)菌門。圖2為門分類水平下各采樣點(diǎn)的菌群結(jié)構(gòu)。變形菌門(Proteobacteria)是地下水中的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門，分別為GW1(73.13%)、GW2(95.68%)和GW3(96.87%)。擬桿菌門(Bacteroidetes；2.01%)和厚壁菌門(Firmicutes；2.97%)是平均豐度排名第2和第3的優(yōu)勢(shì)類群。Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes占據(jù)地下水總細(xì)菌豐度的93.54%，其余細(xì)菌門相對(duì)豐度均低于0.1%。

土壤中豐度前3的優(yōu)勢(shì)類群有Proteobacteria(55.19%)、放線菌門(Actinobacteria；14.13%)和酸桿菌門(Acidobacteria；6.46%)，相對(duì)豐度高于1%的優(yōu)勢(shì)類群還有Firmicutes(5.06%)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes；4.37%)、綠彎菌門(Chloroflexi；3.72%)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae；2.58%)、Bacteroidetes(1.92%)和浮霉菌門(Planctomycetes；1.23%)，藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、綠菌門(Chlorobi)和疣微菌門(Verrucomicrobia)相對(duì)豐度均低于0.1%。

對(duì)變形菌門進(jìn)行細(xì)分(圖2)，地下水細(xì)菌群落中各變形菌綱的平均豐度依次為γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria；47.48%)>β-變形菌綱(Betaproteobacteria；33.68%)>α-變形菌綱(Alphaproteobacteria；5.59%)>δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria；1.24%)，土壤細(xì)菌群落中各變形菌綱的平均豐度依次為Betaproteobacteria(19.14%)>Gammaproteobacteria(18.65%)>Alphaproteobacteria(9.61%)>Deltaproteobacteria(7.58%)。Gammaproteobacteri和Betaproteobacteria是地下水和土壤細(xì)菌群落中排名第1和第2的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌綱。

選取地下水或土壤細(xì)菌群落中相對(duì)豐度大于1%的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門和4類變形菌綱進(jìn)行不同細(xì)菌群落間的差異顯著性分析(表3)，其中Proteobacteria在地下水和土壤細(xì)菌群落間具有顯著性差異(P < 0.05)，以地下水細(xì)菌群落中占比更高。Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi、Nitrospirae和Deltaproteobacteria在地下水和土壤細(xì)菌群落間具有顯著性差異(P < 0.05)，在土壤細(xì)菌群落中豐度更高。Alphaproteobacteria和Gemmatimonadetes在土壤中占比明顯高于地下水，在地下水和土壤細(xì)菌群落間具有顯著性差異(P < 0.01)。

圖1 門分類水平下細(xì)菌群落組成Fig. 1 Composition bacteria community at the phyla level

圖2 變形菌綱相對(duì)豐度Fig. 2 Relative abundance of four classes within the Proteobacteria phyla

高通量測(cè)序結(jié)果表明，地下水和土壤中存在較多種類的細(xì)菌屬，其中地下水和土壤中分別檢出459和594個(gè)細(xì)菌屬，優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬如表4所示，主要為具有解磷或脫氮固氮作用的假單胞菌屬(Pseudomonas)、硫桿菌屬(Thiobacillus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、Cupriavidus、Rhodoplanes和芽單胞菌屬(Gemmatimonas)，能參與有機(jī)質(zhì)礦化和產(chǎn)生抗生素的鏈霉菌屬(Streptomyces)，降解烷烴的Alkanindiges和降解有機(jī)物的馬賽菌屬(Massilia)，以及條件致病不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)。

表4 優(yōu)勢(shì)細(xì)菌在地下水和土壤間的差異顯著性Table 4 Significance of difference of dominant bacteria in groundwater and soil

注：*表示差異顯著(P < 0.05)，**表示差異顯著(P < 0.01)。

Note:*represents significant difference (P < 0.05),**represents significant difference (P < 0.01).

表5 地下水和土壤微生物差異屬比較Table 5 Comparison on microorganism genera between groundwater and soil

注：N代表樣品中未檢出此類細(xì)菌。

Note: N represents no such bacteria were detected in the samples.

3 討論(Discussion)

3.1 細(xì)菌群落多樣性在地下水和土壤中的分布特征

地下水和土壤中的微生物是地下水和土壤生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)的重要組分，是適用于表征地下水和土壤質(zhì)量的生物學(xué)指標(biāo)[21]。當(dāng)前，工業(yè)園區(qū)場(chǎng)地土壤和地下水污染日趨嚴(yán)重，對(duì)區(qū)域生態(tài)和人居環(huán)境健康構(gòu)成影響[22]。本次通過高通量測(cè)序?qū)I(yè)園區(qū)地下水和土壤細(xì)菌群落進(jìn)行研究，Alpha多樣性結(jié)果顯示，土壤細(xì)菌群落豐度、多樣性和豐富度指數(shù)對(duì)比于地下水細(xì)菌群落顯著增加，土壤的氮、磷養(yǎng)分高于地下水環(huán)境，同時(shí)地下水受環(huán)境影響較大(表2、表3)，相對(duì)來說，土壤處于穩(wěn)定良好的生態(tài)環(huán)境中，故其細(xì)菌數(shù)量較多，種群豐富。S2點(diǎn)位總磷、全氮含量高于其余土壤采樣點(diǎn)，同時(shí)細(xì)菌群落的豐富度也最高，這與Peralta等[23]對(duì)濕地土壤細(xì)菌群落的研究結(jié)果一致，表明細(xì)菌群落豐度與各種限制性營養(yǎng)元素的有效利用緊密相關(guān)[24-25]。

本次研究的工業(yè)園區(qū)主要污染源集中在北部的鹽化工區(qū)及中部工業(yè)用地范圍內(nèi)，其中GW3/S3位于工業(yè)園區(qū)北部(周邊建有化工、化肥和制藥等環(huán)境敏感源)，GW2/S2位于工業(yè)園區(qū)中部，而GW1/S1位于工業(yè)園區(qū)南部(周邊工業(yè)企業(yè)較少)。地下水各采樣點(diǎn)的OTUs、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)、Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)均為GW3

3.2 地下水和土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)

高通量測(cè)序全面反映地下水和土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和豐度特征，本研究中Proteobacteria是優(yōu)勢(shì)菌門，所占比例分別高達(dá)88.56%(地下水)和55.19%(土壤)。同時(shí)各變形菌綱(Gammaproteobacteria、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria和Deltaproteobacteria)在地下水和土壤中也占比豐富。由于地下水和土壤生態(tài)系統(tǒng)和理化環(huán)境的差異致使細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)顯著變化，各類優(yōu)勢(shì)細(xì)菌在不同群落之間存在顯著差異(表4)，并具有各自特有的細(xì)菌屬(表5)。

該工業(yè)園區(qū)地下水細(xì)菌群落中相對(duì)豐度大于1%的優(yōu)勢(shì)類群有Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes，均為淡水環(huán)境中常見的優(yōu)勢(shì)類群[26-28]。工業(yè)園區(qū)地下水細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征與博斯騰湖以及太湖等淡水湖泊浮游細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果類似[29-30]，進(jìn)一步表明該工業(yè)園區(qū)地下水細(xì)菌群落具有典型的淡水種群特征。Pseudomonas是地下水細(xì)菌群落屬分類水平上最具優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌類群，廣泛存在于各種環(huán)境(土壤、水及動(dòng)物活動(dòng)環(huán)境中)中，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)要求低，代謝類型多，代謝能力較強(qiáng)，在自然界和污染環(huán)境的礦化修復(fù)作用過程中有著重要地位[31]。此次地下水細(xì)菌群落中還檢出了特有的降解烷烴的Alkanindiges和降解有機(jī)物的Massilia，這些細(xì)菌屬均有利于地下水有機(jī)污染物的降解。同時(shí)地下水中還檢出可引起人體多個(gè)部位感染的條件致病菌Acinetobacter，值得引起關(guān)注。

細(xì)菌群落多樣性對(duì)于維持土壤生態(tài)平衡有著重要作用，種類繁多的細(xì)菌類群有益于土壤養(yǎng)分的循環(huán)轉(zhuǎn)化，是土壤健康的標(biāo)志之一，其區(qū)域組成和生物量對(duì)土壤作物的形成和發(fā)育有密切關(guān)系。該園區(qū)土壤細(xì)菌群落組成與黃土高原不同喬木林[32]以及北京市某蘋果園(砂質(zhì)壤土)[33]等多處土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成類似；Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Firmicutes、Gemmatimonadetes和Chloroflexi等優(yōu)勢(shì)細(xì)菌類群在園區(qū)土壤中占比豐富，在維持著園區(qū)土壤生態(tài)系統(tǒng)能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放中扮演重要角色。土壤氮磷含量是土壤微生物生長的主要來源，土壤中養(yǎng)分充足致使土壤中Actinobacteria、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Chloroflexi和Nitrospirae豐度顯著高于地下水。

土壤pH經(jīng)常被視為支配整個(gè)土壤細(xì)菌群落和單個(gè)細(xì)菌群組成的首要因素[24]，有研究表明，變形菌綱是堿性土壤的主要類群[30]，本研究中各變形菌綱在土壤中均占比重較高，而該園區(qū)土壤呈弱堿性，表明Proteobacteria是堿性土壤中的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌類群。微生物作用是土壤氮磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的重要驅(qū)動(dòng)因子，有研究表明，解磷微生物所產(chǎn)生的磷素，不僅可以降低土壤中重金屬的活性，同時(shí)可以促進(jìn)作物生長[34]。本次在園區(qū)土壤中檢出了多種解磷固氮的菌屬，多數(shù)隸屬于Proteobacteria，意味著這類菌群的變化將可能在驅(qū)動(dòng)園區(qū)土壤氮磷循環(huán)過程和改善土壤環(huán)境中發(fā)揮重要作用。

綜上，本文運(yùn)用高通量測(cè)序分析工業(yè)園區(qū)地下水和土壤樣品，結(jié)果表明，樣品OTU平均覆蓋率高達(dá)98%，測(cè)序結(jié)果較為全面地反映細(xì)菌群落組成情況。Alpha多樣性結(jié)果顯示土壤細(xì)菌群落多樣性和豐富度指數(shù)均高于地下水，Shannon指數(shù)和ACE指數(shù)呈顯著差異。該工業(yè)園區(qū)地下水細(xì)菌群落具有典型的淡水種群特征，Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes是主要的優(yōu)勢(shì)類群，多樣性指數(shù)比較結(jié)果表明地下水環(huán)境已受到一定程度污染。土壤中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門為Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Firmicutes和Gemmatimonadetes，共占85.21%；隸屬于Proteobacteria的固氮解磷菌屬可能對(duì)園區(qū)土壤氮磷循環(huán)發(fā)揮重要作用。

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