镉胁迫对芒草根际细菌群落结构、共发生网络和功能的影响

来源：环境科学杂志2021年第1期北京时间：

作者：陈兆进,林立安,李英军,陈彦,张浩,韩辉,吴乃成,Nicola Fohrer,李玉英,任学敏

单位：南阳师范学院水资源与环境工程学院, 河南省南水北调中线水源区流域生态安全国际联合实验室, 南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心, 南阳 473061,南阳师范学院生命科学与农业工程学院, 南阳 473061,南阳师范学院生命科学与农业工程学院, 南阳 473061,南阳师范学院生命科学与农业工程学院, 南阳 473061,南阳师范学院生命科学与农业工程学院, 南阳 473061,南阳师范学院生命科学与农业工程学院, 南阳 473061,德国基尔大学水文与水资源管理系, 基尔 24098,德国基尔大学水文与水资源管理系, 基尔 24098,南阳师范学院水资源与环境工程学院, 河南省南水北调中线水源区流域生态安全国际联合实验室, 南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心, 南阳 473061,南阳师范学院生命科学与农业工程学院, 南阳 473061

摘要：芒草（Miscanthus）作为第二代能源植物，已用于重金属污染土壤修复研究，但目前该过程中土壤细菌群落组成和功能研究开展较少.以芒草品种南荻（M.saccariflorus）为研究对象，通过高通量测序结合分子生态网络分析和PICRUSt功能预测，分析研究100 mg·kg-1 Cd的胁迫对芒草根际细菌群落组成、共发生网络和功能的影响.MiSeq测序表明芒草根际细菌群落由32个门和425个属的细菌组成，包含鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和链霉菌属（Streptomyces）等植物促生细菌（PGPR）种群.相似性分析（ANOSIM）和非参数多元方差分析（Adonis）表明，Cd的添加能显著影响芒草根际细菌群落组成，降低其群落多样性.同时分子生态网络分析表明Cd的添加降低了芒草根际细菌之间的相互作用，导致其网络结构更为简单；降低了网络缓冲环境变化的能力；提高了负相关连线数，使根际细菌物种之间的竞争关系更强；改变关键细菌组成.PICRUSt功能预测分析表明Cd的胁迫降低了芒草根际土壤细菌功能.本研究初步分析了芒草根际细菌群落组成及其对镉胁迫的响应，为后续调控芒草修复效率提供了基础.

关键词：镉污染,芒草,高通量测序,分子生态网络分析,PICRUSt分析,