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酸性矿山5种植被恢复措施下土壤碱性磷酸酶基因细菌群落特征及其与重金属关系

环境科学学报 2022年第12期42卷 251-261页

作者：杨贤房郑林万智巍王远东孟丽红俞大杰江西师范大学地理与环境学院南昌330022 赣南师范大学地理与环境工程学院赣州341000

为揭示酸性矿山不同植被恢复措施下碱性磷酸酶基因(pho d)细菌群落特征及其与重金属的关系,以赣州龙南稀土矿区为研究区域,收集了5种植被(百喜草、香根草、桉树、玉兰、芥兰)的土壤,测量不同植被土壤理化性质和重金属含量,利用高通量测... 详细信息

为揭示酸性矿山不同植被恢复措施下碱性磷酸酶基因(pho d)细菌群落特征及其与重金属的关系,以赣州龙南稀土矿区为研究区域,收集了5种植被(百喜草、香根草、桉树、玉兰、芥兰)的土壤,测量不同植被土壤理化性质和重金属含量,利用高通量测序技术分析16S rRNA细菌和pho d基因细菌多样性及其群落特征,并计算pho d基因细菌与重金属含量的相关性.结果表明:不同植被土壤存在Cd、As、Pb、Mn超过江西省背景值现象,其中桉树、香根草土壤Pb含量分别为背景值的5.96倍、4.4倍,桉树土壤Cd含量为背景值的2.6倍.pho d基因细菌多样性Chao1指数排序为百喜草dyrhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、链霉菌属(streptomyces)为主要pho d基因菌属.相关性分析结果表明,Cd、As、Mn含量与铵态氮、硝态氮呈显著正相关,Cd、As、Pb同pho d基因细菌Chao1指数呈显著负相关,pH、TN、OM、TP、AP与pho d基因细菌多样性呈显著正相关.Heatmap热图显示,新根瘤菌属(Neorhizobium)、kribbella、浮霉状菌属(Planctomyces)、微枝形杆菌属(Microvirga)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)、粘杆菌属(Gloeobacter)、Luteolibacter菌属与Pb含量呈显著负相关,孢囊链霉菌属(Streptosporangium)与Cd、As呈显著负相关,慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、固氮螺旋菌属(Azospirillum)、Singulisphaera与Mn呈显著负相关.研究结果显示,固氮根瘤、放线菌等类pho d基因细菌与Cd、As、Pb、Mn含量相关性更为明显,本研究可为科学认识土壤重金属与pho d基因细菌关系提供依据.

关键词：高通量测序细菌群落结构植被修复 pho d细菌重金属酸性矿山

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