土壤中擁有豐富的微生物類群,其中原生動物(非真菌的真核微生物)是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,含量約為10-1000個/克土。原生動物是土壤微生物(如細(xì)菌和真菌)最主要的捕食者、分解者以及寄生者,它們對于維持地下食物網(wǎng)平衡以及驅(qū)動土壤元素循環(huán)發(fā)揮著重要作用。但是,相較于土壤細(xì)菌和真菌,人們對于土壤原生動物的認(rèn)識還存很多不足,尤其是對一些在極端條件下土壤原生動物的多樣性及其環(huán)境功能方面的研究,仍有待進(jìn)一步解析。
本研究中,省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員孫蔚旻團(tuán)隊以受酸性礦山廢水侵蝕的極端土壤為例,采用宏基因組學(xué)分析方法解析了原生動物在強(qiáng)酸性(pH<3)和高重金屬濃度的極端環(huán)境中的多樣性特征,并探究了它們對極端環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),以往較少報道的兩類原生動物(頂復(fù)門和眼蟲門)是極端酸性土壤中的優(yōu)勢類群;而一些常見的原生動物類群,如絲足蟲門的豐度則很低,這與土壤pH是影響原生動物豐度的最主要環(huán)境因子有關(guān)。同時,通過宏基因組的結(jié)果可以看出,在極端酸性土壤條件下,原生動物的許多編碼抗逆性的基因發(fā)生了明顯富集,這可能有助于它們緩解酸脅迫,增強(qiáng)對環(huán)境的適應(yīng)性。此外,原生動物與細(xì)菌或真菌類群之間存在大量共生現(xiàn)象,這表明它們之間存在共同的環(huán)境偏好或潛在的生物相互作用。
該研究揭示了原生動物在極端土壤環(huán)境中的生態(tài)適應(yīng)性特征,為進(jìn)一步研究地球化學(xué)參數(shù)與土壤微生物相互作用提供了理論支持。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際環(huán)境科學(xué)期刊Journal of Hazardous Materials。
圖 原生動物對酸性礦山廢水侵蝕土壤的生態(tài)響應(yīng)機(jī)制
論文信息:
Xu, R., Zhang, M., Lin, H., Gao, P., Yang, Z., Wang, D., Sun, X. Li, B., Wang, Q. & Sun, W. (2021). Response of soil protozoa to acid mine drainage in a contaminated terrace. Journal of Hazardous Materials, 126790.
原文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126790
(省科學(xué)院土壤環(huán)境所土壤生態(tài)修復(fù)研究團(tuán)隊 徐銳/供稿)