Microbial network

酸雨降低了植物光合固碳和土壤微生物網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性

酸雨威脅陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu);然而，酸雨影響光合碳通量和土壤微生物群落的機(jī)制尚不清楚，這阻礙了對(duì)植物-土壤-大氣系統(tǒng)區(qū)域碳通量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。本研究采用¹³C同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，對(duì)酸雨污染(pH 4.5和3.0;SO₄^2-/NO₃^- = 2:1)。結(jié)果表明，酸雨對(duì)植物總生物量和莖部生物量的影響可以忽略不計(jì)。pH為 3.0的酸雨抑制了植物₁₃C同化和固定₁₃C向土壤的流動(dòng)。酸雨降低了土壤總碳和有機(jī)氮(N)，但增加了無(wú)機(jī)氮(即硝酸鹽-N)水平。pH 3.0酸雨增加了土壤容重，導(dǎo)致土壤酸化，促進(jìn)了土壤微生物多樣性。然而，酸雨降低了土壤微生物網(wǎng)絡(luò)的連通性和復(fù)雜性。土壤₁₃C含量主要受土壤pH、氨氮和根系生物量的調(diào)節(jié)。我們的研究結(jié)果表明，酸雨減少了光合固碳和土壤微生物類群的相互作用。

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? pH 3.0酸雨降低了植物-土壤系統(tǒng)的凈固定₁₃C。

? pH為 3.0的酸雨減少了光合產(chǎn)物- ₁₃c向土壤的轉(zhuǎn)移。

? 酸雨提高了土壤無(wú)機(jī)氮的有效性。

? 酸雨降低了土壤微生物網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。

? 酸雨增強(qiáng)了土壤微生物多樣性。

ARG

延長(zhǎng)氯胺化處理顯著富集了飲用水處理廠細(xì)胞內(nèi)抗生素抗性基因

氯胺化和氯化作用都是防止?jié)撛诓≡w通過(guò)飲用水傳播給人類的強(qiáng)大屏障。然而，氯胺化和氯化對(duì)飲用水處理廠(DWTPs)中抗生素耐藥基因(ARGs)發(fā)生的比較影響尚不清楚。本研究通過(guò)宏基因組測(cè)序分析氯胺化或氯化前后水體中的抗生素抗性組，然后通過(guò)實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)進(jìn)行驗(yàn)證。處理90 min后，氯胺化處理比氯化處理能使水體中細(xì)胞內(nèi)ARGs (iARGs)的總相對(duì)豐度得到更高的富集，而氯化處理則比氯胺化處理能促進(jìn)胞外ARGs (eARGs)的釋放。根據(jù)冗余分析和Pearson分析，所觀測(cè)到的iARGs總濃度與銨態(tài)氮(NH₄⁺-N)濃度呈較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，隨NH₄⁺-N濃度的增加呈線性上升趨勢(shì)。這說(shuō)明NH₄⁺-N是氯胺化過(guò)程中iARG積累的重要驅(qū)動(dòng)因素。如果氯胺化的持續(xù)時(shí)間縮短到40分鐘，iARG的富集就會(huì)停止，這表明縮短持續(xù)時(shí)間是控制飲用水中iARG富集的更好策略。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了延長(zhǎng)氯胺化后抗生素耐藥的潛在風(fēng)險(xiǎn)，闡明了通過(guò)優(yōu)化DWTPs中的消毒程序來(lái)控制抗生素耐藥細(xì)菌在水中的傳播。

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? 氯胺化反應(yīng)比氯化反應(yīng)能使iARGs富集。

? 如果氯胺化的持續(xù)時(shí)間縮短，iARG的富集就會(huì)停止。

? 氯化比氯胺化更容易釋放eARGs。

? iARG總濃度隨著NH₄⁺-N濃度的增加而增加。

? 縮短氯胺化時(shí)間有助于控制iARG的富集。

青藏高原污水處理廠進(jìn)水和出水中抗生素耐藥組的宏基因組監(jiān)測(cè)

作為抗生素耐藥基因(ARGs)傳播的熱點(diǎn)，污水處理廠(WWTPs)引起了全球的廣泛關(guān)注。然而，在青藏高原wwtp中缺乏足夠的抗生素耐藥宏基因組監(jiān)測(cè)。本研究采用宏基因組方法，對(duì)青藏高原18個(gè)污水處理廠進(jìn)水和出水中ARGs的發(fā)生、遷移潛力和細(xì)菌宿主進(jìn)行了全面調(diào)查。從污水處理廠的進(jìn)水到出水，ARG的總相對(duì)豐度和多樣性顯著降低。出水樣品中ARG類型以多藥型、桿菌肽型、磺胺型、氨基糖苷型和β-內(nèi)酰胺型ARG為主，與進(jìn)水樣品有明顯區(qū)別。所有樣品共有72個(gè)核心ARG，占總ARG豐度的61.8% ~ 95.8%。在進(jìn)水(277 ARGs)和出水(178 ARGs)中檢測(cè)到主要對(duì)β-內(nèi)酰胺類藥物具有耐藥性的臨床相關(guān)ARGs。宏基因組組裝結(jié)果顯示，一個(gè)ARG在質(zhì)粒或染色體上的遺傳位置與其對(duì)應(yīng)的ARG類型相關(guān)，說(shuō)明不同類型ARG在移動(dòng)性潛力上的差異。質(zhì)粒介導(dǎo)的ARGs豐度在進(jìn)水和出水中所占的比例都遠(yuǎn)高于染色體介導(dǎo)的ARGs豐度。此外，出水中與多種可移動(dòng)遺傳元素共存的ARGs表現(xiàn)出與進(jìn)水相當(dāng)?shù)目梢苿?dòng)潛力。此外，分配給13個(gè)細(xì)菌門的137個(gè)宏基因組組裝基因組(MAGs)被鑒定為ARG宿主，在大多數(shù)wwtp中可以有效處理掉。值得注意的是，有46種MAGs攜帶多種ARG類型，潛在病原體經(jīng)常表現(xiàn)出對(duì)多種抗生素的耐藥性。一些ARG類型傾向于由某些細(xì)菌攜帶，顯示出特定的宿主-耐藥關(guān)聯(lián)模式。本研究強(qiáng)調(diào)了宏基因組監(jiān)測(cè)的必要性，并將促進(jìn)位于脆弱地區(qū)的WWTPs的抗生素耐藥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制。

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? 大多數(shù)污水處理廠的出水中ARG和ARB被有效降低。

? 在出水中發(fā)現(xiàn)了豐富的核心ARGs和多種臨床相關(guān)ARGs。

? 質(zhì)粒和MGE攜帶的ARGs豐度百分比較高。

? ARB表現(xiàn)出多抗性、致病性和特異性的宿主抗性模式。