2018-01-31
最近，派森诺生物与山西大学合作，利用高通量测序等技术，对重金属污染环境下，植物修复年限与内生真菌感染频率、土壤微生物群落特征的关系进行了研究，成果顺利发表于SCI期刊《Science of the Total Environment》（影响因子：4.900）。
研究背景：
中条山铜矿是我国最大的地下铜矿，其开采量的连年增加，加速了尾矿坝的升高，并导致大量的重金属通过废石、尾矿、矿渣等矿物粉尘直接进入土壤，不仅引起土壤生态系统的退化，还影响了植物的生长发育。
内生真菌无处不在，存在于健康的植物组织中，不会引起明显的疾病。内生菌的感染宿主分布非常广泛，包括多种草本植物、灌木和藻类，在许多常见的草类中尤其普遍。不同的草种感染不同菌的频率不同。大量的研究表明，草——内生菌相互作用的结果是无症状的还是致病的，取决于草和内生真菌的种类；具体归因于个体的生活史、内生真菌感染的模式、基因型变异和生态因子的不同。内生真菌感染不仅影响寄主植物，也会影响到土壤微生物。土壤微生物可作为土壤肥力和养分来源的重要和有效的生物指标。
研究目的：
本研究旨在评价重金属污染环境下，不同年限的植物修复对内生真菌感染频率和土壤性质以及微生物群落特征的影响，具体如下：
1）在重金属污染的环境下，内生真菌的感染频率如何？
2）在铜尾矿坝不同年限的植物修复中，土壤理化性质和土壤酶活性的特征有何不同？
3）在两种不同的植物修复时期，土壤微生物群落的特征是什么？
研究方法：
测序技术：Illumina MiSeq高通量测序平台
测序模式：微生物组真菌ITS1区测序和微生物组细菌16S V3区测序
实验对象：土壤样本
样本数量：2
实验设计：从子坝R1和R11随机选取三个区域取表层土壤，混合成一个样本用于高通量测序，具体实验设计如下：
研究结果：
对不同修复年限的土壤样本进行高通量测序，结果如下：
内生真菌感染频率和环境因素之间的RDA分析
细菌和真菌物种组成分析
高通量测序结果显示，在多年的植物修复过程中，细菌群落的结构和相对丰度变化不大，但真菌变化明显。在植物修复初期，Leotiomycetes是主要的真菌，但随着时间延长，Pezizomycetes逐渐成为优势物种。
总结：
本文研究了内生真菌、土壤微生物群落结构和土壤理化性质和酶活性在植物修复不同阶段对重金属污染的响应，发现内生菌感染频率随植物修复时间的延长而增加，且不同的天然草种在各子坝的内生菌感染率各不相同。同时，土壤含碳量和酶活性在植物修复过程中逐渐增加。内生菌Bothriochloaischaemum和Festucarubra的感染率与镉污染程度呈正相关；Imperatacylindrical和Elymusdahuricus相关的内生真菌则进化出对铅的耐受性。在植物修复进程中，细菌群落的结构和相对丰度变化不大，但真菌变化明显。原生草类内生真菌以及土壤真菌和细菌在植物修复过程中具有不同的生态作用。
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
原文链接：
http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.161
