近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所崔金杰研究員團(tuán)隊(duì)開展了地膜殘留短期影響與生物降解研究,聯(lián)合微生物學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù),揭示了棉田地膜微塑料殘留在短期內(nèi)對(duì)土壤微生物及其代謝功能的影響規(guī)律,挖掘出一些具有潛在地膜微塑料降解功能的細(xì)菌,為陸地土壤中微塑料殘留的安全性評(píng)估和農(nóng)業(yè)面源污染降解治理提供了重要理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以“Integrated microbiology and metabolomics analysis reveal plastic mulch film residue affects soil microorganisms and their metabolic functions”為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊《危險(xiǎn)材料雜志(Journal of Hazardous Materials)》(IF=10.588)。
微塑料作為一種新興的持久性污染物,已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn),但關(guān)于微塑料對(duì)陸生生物安全及其降解治理的研究仍處于起步階段。以農(nóng)業(yè)土壤為例,地膜是農(nóng)業(yè)土壤中微塑料殘留的重要輸入源。研究表明,微塑料殘留物會(huì)干擾土壤微生物群落。但目前還沒有研究進(jìn)一步闡明土壤中地膜殘留對(duì)土壤微生物的物質(zhì)代謝循環(huán)是否存在影響。開展此項(xiàng)研究將填補(bǔ)陸地土壤中塑料殘留物安全性評(píng)估的空白。
該研究利用微生物學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)研究了短期內(nèi)暴露于塑料地膜殘留物后土壤細(xì)菌群落及其代謝功能的變化,發(fā)現(xiàn)地膜暴露改變了土壤細(xì)菌的整體群落結(jié)構(gòu),干擾了細(xì)菌共生網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。該研究在國(guó)際上首次證明,塑料地膜殘留會(huì)干擾微生物次生代謝物的生物合成,以及微塑料等異生物質(zhì)的生物降解和代謝過程,為地膜微塑料的降解研究提供重要依據(jù)。通過進(jìn)一步研究差異生物標(biāo)志判別和組學(xué)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合分析,發(fā)現(xiàn)了一些潛在微塑料降解功能的細(xì)菌,為今后研究微塑料降解菌提供了新的方向。
該研究得到了中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新項(xiàng)目資助。中棉所高層次人才吳長(zhǎng)才博士為論文第一作者,馬艷研究員和崔金杰研究員為論文共同通訊作者。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127258
細(xì)菌群落及其代謝對(duì)地膜殘留的響應(yīng)
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