高通量测序探究啮食聚苯乙烯泡沫塑料黄粉虫的肠道菌群结构

【目的】塑料废物处理是世界环境难题,近期有研究报道黄粉虫可啮食聚苯乙烯泡沫塑料,肠道细菌可能在黄粉虫生物降解塑料的过程中起重要作用。本文以啮食聚苯乙烯泡沫塑料的黄粉虫幼虫(Tenebrio molitor)为材料,探究其肠道细菌的多样性和细菌群落组成。【方法】分别以聚苯乙烯泡沫塑料(聚苯乙烯组)和纸片(对照组)为唯一食物来源喂养黄粉虫幼虫,在90 d后采集粪便样品,对16S r RNA基因V3-V4区进行PCR扩增和高通量测序,并以PICRUSt进行肠道菌群的功能预测。【结果】饲喂期间,两组黄粉虫均正常存活,部分幼虫完成变态发育。泡沫塑料有明显的减重。样本测序共得到144 258条有效序列,179个OTU,共涉及10个门111个属。其中,聚苯乙烯组黄粉虫的肠道细菌在属水平高丰度的是Alcaligenes(35.9%)、Brevundimonas(12.3%)、Myroides(10.3%)。基于16S r RNA基因序列的功能预测表明,在聚苯乙烯组中,芳香类化合物的降解基因被明显富集。【结论】高通量测序揭示了啮食聚苯乙烯泡沫塑料的黄粉虫肠道菌群的多样性,这对从黄粉虫肠道中分离高效降解聚苯乙烯的细菌具有指导意义。     

设施菜田与棚外粮田土壤菌群和反硝化气体产生的比较分析

【目的】对比设施菜田与棚外粮田土壤菌群以及N2O产生模式的差异。【方法】采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和反硝化功能基因(nirS,nosZ)方法分别比较两种土壤细菌群落以及功能基因类群丰度的差异,利用自动连续在线培养监测体系(Robot系统)测定两种土壤在好氧、厌氧阶段N2O等反硝化相关气态产物产生模式,分析N2O/(N2+N2O+NO)产物比。【结果】设施菜田与棚外粮田具有不同的土壤细菌群落结构,并且土壤细菌总量得到了显著的提升,然而两种反硝化功能基因(nirS,nosZ)丰度并没有显著变化。与设施菜田相比,棚外粮田有相对低的N2O积累量以及产物比,并且在厌氧初期气体产生模式有所不同。培养后铵态氮和亚硝态氮含量上升。【结论】设施菜田长期有别于棚外粮田的管理方式造成了土壤细菌群落的显著改变,增大了活跃微生物总量,造成土壤酸化,并导致N2O在气态产物中的比例升高。设施菜田土壤微生物进行了与棚外粮田不同的硝酸盐呼吸过程,异化硝酸盐还原成铵(DNRA)过程有可能贡献了两种土壤的部分厌氧N2O产生量。