2018-01-31
最近，派森諾生物與山西大學合作，利用高通量測序等技術，對重金屬污染環境下，植物修復年限與內生真菌感染頻率、土壤微生物群落特征的關系進行了研究，成果順利發表于SCI期刊《Science of the Total Environment》（最新影響因子：4.900）。
研究背景：
中條山銅礦是我國最大的地下銅礦，其開采量的連年增加，加速了尾礦壩的升高，并導致大量的重金屬通過廢石、尾礦、礦渣等礦物粉塵直接進入土壤，不僅引起土壤生態系統的退化，還影響了植物的生長發育。
內生真菌無處不在，存在于健康的植物組織中，不會引起明顯的疾病。內生菌的感染宿主分布非常廣泛，包括多種草本植物、灌木和藻類，在許多常見的草類中尤其普遍。不同的草種感染不同菌的頻率不同。大量的研究表明，草——內生菌相互作用的結果是無癥狀的還是致病的，取決于草和內生真菌的種類；具體歸因于個體的生活史、內生真菌感染的模式、基因型變異和生態因子的不同。內生真菌感染不僅影響寄主植物，也會影響到土壤微生物。土壤微生物可作為土壤肥力和養分來源的重要和有效的生物指標。
研究目的：
本研究旨在評價重金屬污染環境下，不同年限的植物修復對內生真菌感染頻率和土壤性質以及微生物群落特征的影響，具體如下：
1）在重金屬污染的環境下，內生真菌的感染頻率如何？
2）在銅尾礦壩不同年限的植物修復中，土壤理化性質和土壤酶活性的特征有何不同？
3）在兩種不同的植物修復時期，土壤微生物群落的特征是什么？
研究方法：
測序技術：Illumina MiSeq高通量測序平臺
測序模式：微生物組真菌ITS1區測序和微生物組細菌16S V3區測序
實驗對象：土壤樣本
樣本數量：2
實驗設計：從子壩R1和R11隨機選取三個區域取表層土壤，混合成一個樣本用于高通量測序，具體實驗設計如下：
研究結果：
對不同修復年限的土壤樣本進行高通量測序，結果如下：
內生真菌感染頻率和環境因素之間的RDA分析
細菌和真菌物種組成分析
高通量測序結果顯示，在多年的植物修復過程中，細菌群落的結構和相對豐度變化不大，但真菌變化明顯。在植物修復初期，Leotiomycetes是主要的真菌，但隨著時間延長，Pezizomycetes逐漸成為優勢物種。
總結：
本文研究了內生真菌、土壤微生物群落結構和土壤理化性質和酶活性在植物修復不同階段對重金屬污染的響應，發現內生菌感染頻率隨植物修復時間的延長而增加，且不同的天然草種在各子壩的內生菌感染率各不相同。同時，土壤含碳量和酶活性在植物修復過程中逐漸增加。內生菌Bothriochloaischaemum和Festucarubra的感染率與鎘污染程度呈正相關；Imperatacylindrical和Elymusdahuricus相關的內生真菌則進化出對鉛的耐受性。在植物修復進程中，細菌群落的結構和相對豐度變化不大，但真菌變化明顯。原生草類內生真菌以及土壤真菌和細菌在植物修復過程中具有不同的生態作用。
原文索引：
Tong J, Miaowen C, Juhui J, et al. Endophytic fungi and soil microbial community characteristics over different years of phytoremediation in a copper tailings dam of Shanxi, China.[J]. Science of the Total Environment, 2017, 574:881.doi:10.1016/j.scitotenv.2016.09.161
原文鏈接：
//dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.161
