重新审视177Lu的活性标准化问题

《Applied Radiation and Isotopes》：Revisiting the activity standardisation of 177Lu

本研究系统探究了DEHP对人参根际土壤酶活性、微生物群落结构及生态功能的影响，阐明DEHP通过破坏氮循环及微生物群落功能降低人参皂苷分泌的机制。结果表明，DEHP显著抑制土壤脲酶活性50%，扰乱氮循环，重塑根际微生物功能群，抑制降解/固定的碳相关基因（acsB, aclB, kroA, mcrA）表达，同时增强氨化基因（ureC）和硝酸还原基因（nosZ）异常表达，导致根际土壤有效氮减少，最终抑制人参皂苷分泌。

　　DEHP，即邻苯二甲酸二(2-乙基己基)（Di(2-ethylhexyl) phthalate），是一种广泛用于农业设施中的增塑剂。近年来，随着农业现代化的发展，特别是在温室种植等环境中，DEHP的使用日益频繁，其对土壤和植物的影响也逐渐引起关注。DEHP因其优异的柔韧性和耐久性而被广泛应用于聚氯乙烯（PVC）等塑料材料的制造中。由于其化学稳定性较低，DEHP容易在环境中累积，尤其是在农业土壤中。这种增塑剂的长期残留不仅可能影响土壤生态系统的健康，还可能对植物的生长和代谢产生深远的影响。

在本研究中，我们探讨了DEHP对人参（Panax ginseng）根际土壤中土壤酶活性、微生物群落结构和生态功能的影响。人参作为一种重要的中药材和食品原料，具有很高的药用价值，常被用作膳食补充剂。其生长周期较长，通常需要5至8年，因此在人参种植过程中，塑料设施的使用非常普遍。然而，这些设施可能成为DEHP污染的来源，进而影响人参的品质和产量。研究发现，DEHP对土壤酶活性具有显著的抑制作用，特别是在尿素酶活性方面，其抑制程度高达50%。此外，DEHP还干扰了土壤中的氮循环过程，这可能是导致人参根系分泌的皂苷含量下降的重要原因。

土壤微生物群落是维持土壤生态平衡和植物健康的关键因素。DEHP对土壤微生物群落的影响主要体现在其对微生物多样性和功能的改变上。通过16S rRNA测序和定量聚合酶链反应（q-PCR）分析，我们发现DEHP改变了根际土壤中的功能微生物群落，特别是抑制了与氮损失相关的硝化细菌，如假交替单胞菌（Pseudarthrobacter）。同时，DEHP还减少了与碳降解和固碳相关的基因（如acsB、aclB、kroA和mcrA）的丰度。这些变化可能导致土壤中可利用氮的减少，从而影响人参的生长和代谢过程。

此外，研究还发现DEHP增加了硝化基因nosZ和氨化基因ureC以及gdhA的异常表达，这些基因的表达增加可能与土壤中氮循环的紊乱有关。而土壤中可利用氮的减少最终导致人参根系分泌的皂苷含量下降。这一发现表明，DEHP对土壤微生物群落的干扰可能通过影响氮循环，进而对人参的代谢产生负面影响。因此，DEHP污染不仅影响土壤的健康，还可能对人参的品质和药效产生深远的影响。

在农业生态系统中，DEHP的来源多样，包括农业地膜残留的降解、污水灌溉等。这些途径导致DEHP在土壤中广泛分布，进而对植物的生长和代谢产生影响。然而，目前的研究主要集中在DEHP对土壤理化性质、微生物群落结构和功能的影响上，而其对植物次生代谢的影响，特别是对中药材的影响，仍缺乏深入的了解。因此，有必要进一步研究DEHP对土壤微生物群落和植物代谢之间的相互作用机制，以评估其对土壤健康和中药材品质的潜在影响。

人参根际土壤中的微生物群落不仅影响土壤的健康，还可能通过调节根系分泌物来影响人参的生长和品质。根系分泌物是植物与土壤微生物之间相互作用的重要媒介，它们能够影响微生物的组成和功能，进而影响土壤的养分循环和植物的生长。研究发现，DEHP对根系分泌物的影响可能通过改变微生物群落的结构和功能，进而影响人参的代谢过程。因此，DEHP污染可能通过干扰土壤微生物群落，进而影响人参的品质和产量。

在本研究中，我们采用了一种系统的实验方法，以评估DEHP对人参根际土壤生态系统的影响。实验设计包括对未受污染的土壤进行自然风干和筛选处理，以确保土壤的纯净度。随后，将DEHP标准溶液（纯度≥98%）与土壤混合，以模拟DEHP污染的环境。实验过程中，我们监测了DEHP在土壤和人参根系中的迁移情况，以及其对土壤酶活性、微生物群落结构和功能的影响。结果表明，DEHP在土壤中能够迅速迁移至人参根系，并随着人参的生长而逐渐减少。这一现象可能与DEHP的物理化学性质有关，如其低溶解度和化学稳定性。

DEHP对土壤pH的影响也较为显著，虽然变化幅度不大，但仍然对土壤环境产生了一定的影响。此外，DEHP对土壤健康的影响还体现在其对土壤酶活性的改变上。土壤酶活性是衡量土壤健康状况的重要指标，其变化可能反映出土壤生态系统受到的干扰程度。通过实验，我们发现DEHP的添加显著降低了土壤中的酶活性，这可能是导致人参根系分泌物减少的重要原因之一。

在本研究中，我们还探讨了DEHP对土壤功能基因、土壤理化性质和DEHP残留之间的相互关系。通过偏最小二乘路径模型（PLS–PM）分析，我们发现DEHP的残留量与土壤理化性质之间存在显著的正相关关系，而土壤理化性质又直接影响微生物群落的组成。此外，微生物群落的变化可能进一步影响土壤的功能基因和营养循环过程。这些发现表明，DEHP污染可能通过一系列复杂的生态过程，影响土壤的健康状况和植物的代谢。

研究还发现，DEHP对土壤微生物群落的影响不仅限于其对微生物多样性的改变，还可能通过改变微生物的功能，进而影响土壤的养分循环。例如，DEHP可能通过抑制与氮损失相关的微生物群落，减少土壤中可利用氮的含量，进而影响人参的生长和代谢。同时，DEHP还可能通过改变与碳降解和固碳相关的微生物群落，影响土壤中的碳循环过程。这些变化可能导致土壤养分的不平衡，进而影响人参的品质和产量。

此外，研究还发现DEHP对土壤微生物群落的影响可能具有一定的地域性。例如，在某些地区，由于农业活动的频繁，DEHP的残留量较高，这可能导致土壤微生物群落的显著变化。而在另一些地区，由于农业活动较少，DEHP的残留量较低，其对土壤微生物群落的影响可能相对较弱。这些差异可能与当地的农业实践、土壤类型以及气候条件等因素有关。

本研究的结果不仅揭示了DEHP对人参根际土壤生态系统的影响，还为评估DEHP污染对中药材品质和安全性的潜在影响提供了新的视角。通过研究DEHP对土壤微生物群落和功能基因的影响，我们发现DEHP污染可能通过干扰土壤中的氮循环，进而影响人参的代谢过程。因此，有必要加强对DEHP污染的监测，以确保中药材的品质和安全性。

在实际应用中，DEHP污染可能对农业生产产生多方面的影响。例如，DEHP可能影响土壤的理化性质，进而影响作物的生长和代谢。此外，DEHP可能通过改变土壤微生物群落的结构和功能，影响土壤的养分循环，进而影响作物的产量和品质。因此，DEHP污染不仅是一个环境问题，还可能对农业生产造成重大影响。

为了减少DEHP对土壤和植物的影响，有必要采取一系列措施。例如，可以加强对DEHP污染的监测，以评估其在土壤中的残留情况。此外，可以通过改进农业实践，减少DEHP的使用和排放，以降低其对土壤和植物的影响。同时，可以研究DEHP对土壤微生物群落的影响，以寻找有效的生物修复方法。这些措施不仅可以改善土壤的健康状况，还可以提高作物的产量和品质。

综上所述，DEHP污染对土壤和植物的影响是多方面的，其可能通过干扰土壤微生物群落和功能基因，影响土壤的养分循环，进而影响植物的代谢和生长。因此，有必要加强对DEHP污染的监测和研究，以评估其对土壤健康和植物品质的潜在影响，并采取相应的措施来减少其危害。这些研究不仅有助于理解DEHP对土壤生态系统的影响，还为改善土壤健康和提高中药材品质提供了重要的科学依据。