單一及復(fù)合環(huán)境激素對土壤微生物多樣性及功能的影響

劉 超, 李仕蓉, 喬志偉

(安順學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院, 貴州 安順 561000)

0 引言

【研究意義】環(huán)境激素,也被稱為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,是一組高度穩(wěn)定和持久的有機(jī)化合物,難以被微生物降解[1]。土壤中的微生物對于土壤生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建非常重要[2-4],土壤微生物是土壤中生物活性的重要組成部分,可反映土壤環(huán)境質(zhì)量的情況[2]。土壤中的微生物以細(xì)菌為主,而細(xì)菌群落中含有大量具有一定功能的生理類群,如硝化細(xì)菌、氨化細(xì)菌、固氮菌等[4-5]。土壤中細(xì)菌種類或豐度的變化可直接或間接影響某些生理類群的豐度,從而影響土壤肥力。環(huán)境激素進(jìn)入土壤中,可能對土壤中微生物產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響土壤環(huán)境質(zhì)量導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn),弄清微生物對環(huán)境激素脅迫的響應(yīng)機(jī)制至關(guān)重要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,關(guān)于環(huán)境激素對微生物的影響研究較多,已有學(xué)者研究了不同環(huán)境激素下土壤細(xì)菌群落的變化[6-7],如郭楊等[8]通過RAPD法研究發(fā)現(xiàn),PAEs(鄰苯二甲酸鹽類)復(fù)合污染提高了土壤基礎(chǔ)呼吸,但降低了土壤微生物多樣性;謝慧君等[9]利用BIOLOG和RAPD法研究表明,PAEs的濃度越高,對微生物代謝活性的抑制越大,可能是環(huán)境激素抑制了微生物的代謝活性,從而降低了微生物的多樣性;劉杰等[10]通過平板稀釋法研究表明,環(huán)境激素皂甙元在高濃度條件下(80 mg/kg)對土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌有明顯抑制作用;夏慶兵等[11]利用熏蒸提取-容量分析法研究發(fā)現(xiàn),鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)對土壤呼吸強(qiáng)度和土壤微生物生物碳量均有影響,并隨著DEHP濃度增加呈先升高后降低的趨勢;王鑫宏[12]采用氯仿熏蒸-提取方法研究表明,DEHP進(jìn)入土壤后會影響土壤微生物活性,對微生物碳量表現(xiàn)為降低-升高-降低-穩(wěn)定的發(fā)展趨勢;劉暢等[13]利用熒光定量PCR和DGGE相結(jié)合的方法,通過控制不同雙酚A(BPA)濃度和通氣條件研究發(fā)現(xiàn),不同BPA濃度條件下,微生物豐度指數(shù)差異顯著,BPA濃度對細(xì)菌基因豐度的影響也有顯著變化。【研究切入點(diǎn)】以上研究均基于單獨(dú)的環(huán)境激素脅迫,而復(fù)合環(huán)境激素對土壤微生物群落多樣性的研究尚少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過選取環(huán)境激素中具有典型代表的2種DEHP和BPA物質(zhì),應(yīng)用16sRNA高通量測序技術(shù),探討DEHP和BPA單一及復(fù)合濃度脅迫對土壤細(xì)菌群落的變化,深入分析環(huán)境激素對土壤細(xì)菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)的影響,為受環(huán)境激素污染土壤的改良和利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣品采集

試驗(yàn)地位于貴州省安順市西秀區(qū),該地區(qū)屬于亞熱帶濕潤高原季風(fēng)氣候,年平均溫度13.2～14.0 ℃,年平均降雨量968～1 309 mm,年平均相對濕度80%,是土壤生物多樣性研究的合適取樣點(diǎn)。試驗(yàn)選取金刺梨種植地土壤,在其中設(shè)置面積為3 m×3 m的樣方,以五點(diǎn)取樣法采集試驗(yàn)區(qū)表層0～20 cm處的土壤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤中分別添加雙酚A(BPA)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEHP)2種環(huán)境激素并設(shè)置不同環(huán)境激素濃度。依據(jù)2018年生態(tài)環(huán)境部頒發(fā)的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)-農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)規(guī)定的環(huán)境激素類濃度標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)設(shè)置BPA、DEHP、BPA+DEHP 3種處理,每個濃度設(shè)置2個梯度,每個梯度設(shè)4個重復(fù),共28個樣品(表1)。

表1 不同處理環(huán)境激素設(shè)置類型

供試土壤自然風(fēng)干,碾碎后過2 mm篩。將BPA、DEHP、BPA+DEHP 3種組合濃度溶液加入供試土壤至過飽和狀態(tài),對照組加同體積去離子水,每天1次,連續(xù)處理7 d。將處理后的土壤風(fēng)干,碾碎后過2 mm篩,取樣并送公司測序。

1.3 DNA抽提及PCR擴(kuò)增

采用CTAB法提取DNA,用1%瓊脂糖凝膠電泳檢查提取DNA的純度和濃度;將適量的DNA放入離心管,用無菌水稀釋至1 ng/μL。使用引物341F(5′- CCTAYGGGRBGCASCAG-3′)和806R(5′-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3′)對樣品的V3和V4區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增,PCR體系(30 μL):高保真DNA聚合酶Master Mix(2×)15 μL,前后引物各(1 μmol/L)1 μL,gDNA(1 ng/μL)10 μL,ddH2O 3 μL。PCR反應(yīng)程序:98 ℃預(yù)變性1 min;98 ℃變性10 s,50 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,30個循環(huán);72 ℃延伸5 min。

1.4 Illumina Novaseq 測序

根據(jù)獲得的PCR產(chǎn)物濃度,將PCR產(chǎn)物進(jìn)行等量混合,充分混合,利用濃度為2%的1×TAE進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,然后用Qiagen公司的Qiagen凝膠回收試劑盒對目標(biāo)條帶進(jìn)行凝膠回收。文庫的構(gòu)建采用Illumina公司TruSeq?DNA PCR-Free Sample Preparation Kit試劑盒,構(gòu)建的文庫經(jīng)過Qubit定量和文庫檢測合格后,使用Nova Seq 6000 PE250進(jìn)行上機(jī)測序。

1.5 生物信息學(xué)分析

將測序獲得的原始fastq序列文件導(dǎo)入QIIME2進(jìn)行后續(xù)處理,然后用QIIME2 dada2插件進(jìn)行質(zhì)控、修剪、去噪、拼接及去除嵌合體后得到最終的特征序列(ASV)表格。將獲得ASV代表序列導(dǎo)入GREENGENES數(shù)據(jù)庫,根據(jù)數(shù)據(jù)庫注釋結(jié)果得到物種的分類信息表。采用ANOVA和DEseq2法鑒定7個分組和各分組樣本間基因豐度有差異的細(xì)菌。采用Alpha多樣性指數(shù)observed OTUs、ACE、Chao1、Shannon、Simpson和Coverage評估樣本的多樣性程度。Beta多樣性指數(shù)采用Bray Curtis法估計(jì)樣本之間的微生物群落結(jié)構(gòu)差異性,并用PCA和NMDS圖展示。物種組成多樣性熱圖應(yīng)用R軟件包“ggplot2”繪制,以探究不同處理下微生物群落內(nèi)物種組成差異情況,最后使用PICRUSt 預(yù)測微生物群體可能的功能組成,使用Excel 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行前期統(tǒng)計(jì)分析,使用SPSS 25.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 細(xì)菌的OUT

對28個樣品金刺梨種植地土壤中16SrRNA的V3～V4區(qū)進(jìn)行測序共獲得2 381 777條原始序列,過濾后獲得2 230 088條有效序列,平均每個樣品的有效序列數(shù)為79 646條,質(zhì)控后獲得56 358條特征序列(ASV),質(zhì)控效率為70.76%。將ASV的代表序列比對到99%相似度的GREENGENES數(shù)據(jù)庫,共得到46 214個OTUs。注釋到門、科、屬水平結(jié)果分別為98.37%、58.45%和20.18%。通過繪制稀釋曲線(圖1)看出,隨著測序深度的增加28個樣品的曲線逐漸趨向于平坦,并在測序量達(dá)45 000時獲最大值,表明,采集的樣品數(shù)量足夠多,OUTs覆蓋率高,測序深度基本覆蓋了樣品中的所有物種,反映了7個樣品的細(xì)菌群落和多樣性,可以進(jìn)行后續(xù)分析。

圖1 OTUs稀釋曲線

由圖2可見,7組樣品中共有OUTs 793個。B1、B2、D1、D2、BD1和BD2分別共有1 409個、1 014個、1 588個、1 621個、1 488個和1 353個OUTs。7組樣品的微生物多樣性在OUTs存在差異,與CK相比,施用環(huán)境激素后土壤中OUTs總數(shù)目均減少,B1、B2、D1、D2、BD1和BD2組分別減少43.73%、59.50%、36.58%、35.26%、40.58%和45.97%,表明BPA比DEHP和復(fù)合濃度對土壤微生物的影響更大,復(fù)合濃度比DEHP對土壤微生物的影響大,總體看,環(huán)境激素的施用減少了土壤中微生物種類的數(shù)量。

圖2 不同樣品OUTs花瓣圖

2.2 土壤細(xì)菌的豐富度及多樣性

如表2所示,施用不同濃度環(huán)境激素后,樣本細(xì)菌群落豐富度和多樣性均有顯著變化。與CK相比,6個處理組的ACE和Chao1指數(shù)均顯著降低,說明環(huán)境激素降低了微生物群落的相對豐度;D2處理組Shannon指數(shù)與CK無顯著差異,但其他5個處理組的Shannon指數(shù)均顯著低于CK;D1和D2處理組Simpson指數(shù)與CK無顯著差異,剩余4個處理組與CK有顯著差異。即,BPA組ACE和Chao1指數(shù)低于DEHP組和組合濃度組,BD2組ACE和Chao1指數(shù)低于B2和D1、D2組,且有顯著性差異;BPA組Shannon指數(shù)低于DEHP和復(fù)合組,復(fù)合組Shannon指數(shù)低于D2組且有顯著性差異。另外7組樣品的Coverage指數(shù)均接近于最大值1,反映該次測序深度符合試驗(yàn)要求并代表了樣本中微生物的真實(shí)情況?？傮w看,由于環(huán)境激素對微生物的毒害作用,致使處理組微生物豐富度和多樣性降低。

表2 土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)及多樣性指數(shù)

2.3 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)

2.3.1 門水平 由圖3可知,不同組別土壤中占據(jù)優(yōu)勢地位的菌群主要包括變形菌門(Proteobacteria,占31.37%)、酸桿菌門(Acidobacteria,占29.67%)、放線菌門(Actinobacteria,占10.28%)、綠彎菌門(Chloroflexi,占9.81%)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes,占6.72%),其相對豐度大于5%,約占總序列的87.75%,其次是泉古菌門(Crenarchaeota,占2.42%)、WPS_2(Camdidatus Eremiobacterota,占2.28%)、擬桿菌門(Bacteroidetes,占1.89%)、厚壁菌門(Firmicutes,占1.71%),平均相對豐度均大于1%;其余門類的相對豐度均小于1%,包括疣微菌門(Verrucomicrobia,占0.82%)、消化螺旋菌門(Nitrospirae,占0.67%)等。在不同環(huán)境激素濃度條件下,各組微生物的群落組成發(fā)生了變化,環(huán)境激素脅迫處理顯著影響土壤細(xì)菌門水平群落結(jié)構(gòu)。各處理組間,B1、B2組中厚壁菌門(Firmicutes)、泉古菌門(Crenarchaeota)、浮霉菌門(Planctomycetes)比D1、D2、BD1、BD2組多;BD1、BD2組中WPS_2比其余處理組顯著增多;D2組中放線菌門(Actinobacteria)、消化螺旋菌門(Nitrospirae)比B1、B2、BD2、D1組中顯著增多。與CK相比,處理組土壤細(xì)菌中的藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、變形菌門(Proteobacteria)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、迷蹤菌門(Elusimicrobia)、裝甲菌門(Armatimonadetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)減少,而消化螺旋菌門(Nitrospirae)、厚壁菌門(Firmicutes)、酸桿菌門(Acidobacteria)、泉古菌門(Crenarchaeota)增多。說明,在消化螺旋菌門、酸桿菌門、厚壁菌門、綠彎菌門、泉古菌門中可能存在大量對環(huán)境激素敏感的群落,在環(huán)境激素刺激下大量出現(xiàn),導(dǎo)致以上3個門占比較CK高,群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

圖3 土壤細(xì)菌群落聚類分析熱圖

2.3.2 屬水平 由圖3可見,在屬的水平上,通過序列比對確定每個樣品中相對豐度較高的前20個屬,其中,念珠菌固體桿菌屬(Candidatus_Solibacter,3.09%)、凱氏桿菌屬(Kaistobacter,2.64%)、紅游動菌屬(Rhodoplanes,1.70%)、柯氏假絲酵母菌屬(Candidatus_Koribacter,1.68%)4個屬的平均相對豐度大于1%,占樣品中總序列的9.11%。不同環(huán)境激素處理土壤主要細(xì)菌屬的相對豐度差異顯著,與CK相比,施用環(huán)境激素的6個土壤處理組中黃色土源菌屬(Flavisolibacter)、凱氏桿菌屬(Kaistobacter)、德沃氏菌屬(Devosia)顯著減少,而念珠菌固體桿菌屬(Candidatus_Solibacter)、柯氏假絲酵母菌屬(Candidatus_Koribacter)、伯克霍爾德菌屬(Burkholderia)相對豐度顯著高于CK。各處理間種屬組成也有差異,B1、B2組中普氏棲糞桿菌屬(Faecalibacterium)、擬桿菌屬(Bacteroides)、瘤胃球菌數(shù)屬(Ruminococcus)、鏈孢菌屬(Catellatospora)比D1、D2、BD1、BD2組顯著增多,BD1、BD2組中念珠菌固體桿菌屬(Candidatus_Solibacter)比其余4個處理組多,D1、D2組中分歧桿菌屬(Mycobacterium)、伯克霍爾德菌屬(Burkholderia)比B1、B2、BD1、BD2處理組顯著增多。

2.4 不同分析方法土壤微生物群落結(jié)構(gòu)

2.4.1 主成分PCA分析法 由圖4可見,軸1(PC1)、軸2(PC2)貢獻(xiàn)值和總貢獻(xiàn)值分別為15.12%、7.47%和22.59%。6個處理組均與CK距離較遠(yuǎn),說明經(jīng)過環(huán)境激素處理后試驗(yàn)組與CK群落結(jié)構(gòu)差異較大,同時D1、D2、BD1、BD2各組間距離較遠(yuǎn),表明群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,但B1與B2組間點(diǎn)有部分重合,距離較近,群落相似性高,群落組成比較接近。說明,刺梨種植地土壤經(jīng)不同環(huán)境激素濃度處理后土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有較大改變。

2.4.2 非度量多維尺度分析法 由圖5顯示,細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)受不同環(huán)境激素顯著影響(Stress=0.04),各處理組與CK的距離較遠(yuǎn),說明處理組與對照組間微生物群落結(jié)構(gòu)差異度較大;各處理組間,D1與D2組間距離較遠(yuǎn),群落相似度低,而B1與B2、BD1與BD2組間距離較近,表明其群落相似度較高,而單一因素BPA組與單一因素DEHP組以及復(fù)合濃度組間距離較遠(yuǎn),說明單一濃度與復(fù)合濃度組間的微生物群落結(jié)構(gòu)差異度較大,群落相似度較低,這與前面的PCA主成分分析結(jié)果相同。表明,在不同環(huán)境激素濃度處理下,土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,與對照組相比,試驗(yàn)組群落結(jié)構(gòu)改變較大,說明在環(huán)境激素的刺激下,土壤中微生物的豐富度和均勻度均發(fā)生改變,導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)改變。

圖5 非度量多維尺度分析不同處理土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)

2.5 土壤細(xì)菌菌群功能

由圖6可見,氨基酸代謝(Amino acid metabolism)、輔因子和維生素代謝(Metabolism of cofactors and vitamins)、碳水化合物代謝(Carbohydrate metabolism)、其他氨基酸代謝(Metabolism of other amino acids)、次生產(chǎn)物代謝的生物合成(Biosynthesis of other secondary metabolites)、脂質(zhì)代謝(Lipid metabolism)、全局概覽圖(Global and overview maps)、異生物素的生物降解和代謝(Xenobiotics biodegradation and metabolism)等20個子功能預(yù)測基因占比在7個樣品分組中約為90%,其中,氨基酸代謝、輔因子和維生素代謝、碳水化合物代謝、其他氨基酸代謝、次生產(chǎn)物代謝的生物合成、脂質(zhì)代謝為預(yù)測的優(yōu)勢功能基因,占比分別為11.15%、9.38%、9.31%、6.55%、6.35%、6.15%,可見,以上功能主要屬于代謝類型。

由圖6可見,在三級功能層級,大部分功能屬于未知,約占總和的70.57%,在已知的預(yù)測基因功能主要跟生物合成相關(guān),其功能基因豐度在每個樣品中均大于1%,豐度總和約為16%,其中萜類化合物和類固醇的生物合成、纈氨酸,亮氨酸和異亮氨酸生物合成、細(xì)菌趨藥性、脂肪酸合成、酮體的合成和降解為預(yù)測的優(yōu)勢功能基因,占比分別約為2.39%、2.14%、1.70%、1.68%和1.65%,其余大部分預(yù)測功能基因與物質(zhì)代謝如生物素代謝、硫辛酸代謝、氨基酸及其衍生物代謝、遺傳信息和細(xì)胞運(yùn)動相關(guān)。

3 討論

近年來,由PAEs和BPA引起的環(huán)境污染問題已受到廣泛關(guān)注,我國農(nóng)田土壤高濃度環(huán)境激素檢出率增高[13-20]。曹龍等[21]研究發(fā)現(xiàn),珠三角地區(qū)的農(nóng)業(yè)土壤中PAEs的平均濃度為21.03 mg/kg;楊彥等[22]發(fā)現(xiàn)江蘇南部太湖流域農(nóng)田土壤中15種PAEs總濃度為44.56 mg/kg;夏炎等[23]對廣東省6個市的農(nóng)耕土壤進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),四溴雙酚A平均含量為0.61 ng/g DW,農(nóng)耕土壤中的四溴雙酚A平均蓄積量為4.57 t。環(huán)境激素通過不同途徑進(jìn)入土壤中長期殘存將嚴(yán)重影響土壤肥力以及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,可造成農(nóng)產(chǎn)品病變、失綠、營養(yǎng)元素丟失,甚至導(dǎo)致農(nóng)作物死亡等。土壤微生物與土壤肥力密切相關(guān),對土壤的形成與發(fā)育過程中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化起至關(guān)重要的作用,有利于保持土壤生態(tài)系統(tǒng)功能,是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[24]。環(huán)境激素的施用影響土壤中微生物活動,微生物之間的種間關(guān)系、生物量和生物活性會產(chǎn)生一定程度的降低,從而降低土壤肥力。張建等[25]研究表明,PAEs進(jìn)入土壤中會影響β-葡萄糖苷酶、磷酸酶、脲酶、蛋白酶活性,降低土壤環(huán)境質(zhì)量。研究結(jié)果表明,不同濃度環(huán)境激素對細(xì)菌α-多樣性ACE和Chao1指數(shù)顯著降低,除D2處理組Shannon指數(shù)與CK無顯著差異外,其余5個處理組Shannon指數(shù)均低于CK并存在顯著差異,D1和D2組 Simpson指數(shù)與CK無顯著差異,剩余4個處理組均和CK有顯著差異;BPA組ACE和Chao1指數(shù)低于DEHP組和組合濃度組,BD2組ACE和Chao1指數(shù)低于B2和D1、D2組,且有顯著性差異;BPA組Shannon指數(shù)低于DEHP和復(fù)合組,復(fù)合組Shannon指數(shù)低于D2組,且有顯著性差異?？傮w看,環(huán)境激素對微生物多樣性影響最大的是單一BPA,其次是BD復(fù)合環(huán)境激素,最后是單一DEHP。BPA和DEHP作為增塑劑主要用于塑料包裝中,DE SOUZA等[26]研究表明,微塑料中的增塑劑等有害物質(zhì)進(jìn)入土壤中,抑制土壤中細(xì)菌的生長。高分子量的DEHP在土壤中不容易降解,而相對分子量比較低的BPA可穿過細(xì)菌的細(xì)胞膜從而被細(xì)菌吸收和降解。因此,DEHP處理組比BPA和BD復(fù)合組微生物豐度增加。

細(xì)菌群落β-多樣性分析表明,單一及復(fù)合環(huán)境激素處理土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異顯著。總體上,不同處理土壤細(xì)菌優(yōu)勢門類為變形菌門(Proteobacteria,占31.37%)、酸桿菌門(Acidobacteria,占29.67%)、放線菌門(Actinobacteria,占10.28%)、綠彎菌門(Chloroflexi,占9.81%)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes,占6.72%),其相對豐度大于5%,約占總序列的87.75%,這與張慧敏等[27]的研究結(jié)果類似;同時PCA、NMDS聚類分析表明,在不同環(huán)境激素的刺激下,土壤中微生物的豐富度和均勻度均發(fā)生了改變,單一BPA環(huán)境激素中厚壁菌門、泉古菌門、浮霉菌門和擬桿菌屬豐度較高,單一DEHP中放線菌門、消化螺旋菌門和分歧桿菌屬、伯克霍爾德菌屬豐度較高,BD復(fù)合環(huán)境激素中WPS-2和念珠菌固體桿菌屬豐度較高,微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,這與解開治等[28]的研究結(jié)果相同。不同濃度激素組合處理下細(xì)菌門類水平分布特征與已有的研究結(jié)果類似[29],劉沙沙等[30]的研究也表明,在微塑料-多環(huán)芳烴污染條件下聚氯乙烯-芘改變了菌群的代謝進(jìn)程,引起了微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的改變。這可能是環(huán)境激素污染物進(jìn)入土壤后降低了土壤微生物群落的生理代謝活性和碳源利用能力,從而降低了微生物的多樣性、改變了微生物群落結(jié)構(gòu)。

研究結(jié)果表明,在二級功能層面,微生物功能以氨基酸代謝、輔因子和維生素代謝、碳水化合物代謝、其他氨基酸代謝、次生產(chǎn)物代謝的生物合成、脂質(zhì)代謝為預(yù)測的優(yōu)勢功能基因;而在三級功能層面已知的預(yù)測的基因功能主要跟生物合成相關(guān),跟生物合成相關(guān)的功能基因豐度在每個樣品中均大于1%,豐度總和約為16%,其余大部分預(yù)測功能基因與物質(zhì)代謝如生物素代謝、硫辛酸代謝,氨基酸及其衍生物代謝、遺傳信息和細(xì)胞運(yùn)動相關(guān)。靳曉拓等[31]研究表明,對芒果園土壤施用多效矬后,在二級功能層面以碳水化合物代謝、次生產(chǎn)物代謝的生物合成、氨基酸代謝等為主;蒙小俊等[32]對漢江上游污水處理廠的微生物多樣性和功能預(yù)測研究表明,氨基酸代謝、碳水化合物代謝、次生產(chǎn)物代謝的生物合成以及蛋白質(zhì)的新陳代謝、遺傳信息和物質(zhì)代謝等有關(guān),這與本研究結(jié)果一致。通過16S RNA高通量測序技術(shù)方法并運(yùn)用PICRUSt軟件進(jìn)行微生物功能預(yù)測分析,揭示了單一及復(fù)合環(huán)境激素脅迫下土壤微生物的多樣性、結(jié)構(gòu)及其功能組成,但鑒于PICRUSt功能預(yù)測分析的局限性和土壤環(huán)境的復(fù)雜性,后續(xù)需要結(jié)合土壤環(huán)境因子和宏基因組測序技術(shù)作進(jìn)一步分析。

4 結(jié)論

單一及復(fù)合環(huán)境激素進(jìn)入土壤后顯著減少土壤OTUs數(shù)量,土壤細(xì)菌群落Alpha多樣性顯著降低,總體看,ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)具體表現(xiàn)為BPA組