稀土尾矿池周围不同稀土元素富集土壤中的土壤微生物富集情况

《BioMetals》：Soil microorganisms enrichment in different rare earth elements enrichment soils around a rare earth tailings pond

土壤微生物对稀土元素（REEs）污染的响应及生物标志物研究。通过Illumina测序分析发现，不同REEs浓度下优势菌群和生物标志物存在差异，低浓度富集norank_Subgroup6、Actinobacteria和RB41，中浓度Sphingomonas，高浓度Halomonas、Aliifodinibius和Truepera，代谢功能受抑制，环境驱动因素为土壤湿度和REEs浓度。

　　

摘要

土壤微生物对环境变化反应强烈。然而，不同水平稀土元素（REEs）污染对微生物及其相互作用的影响尚不明确，关于不同稀土富集程度生物标志物的研究也非常匮乏。本研究将稀土元素浓度分为不同的积累层次。研究人员利用Illumina高通量测序技术，探讨了不同稀土元素水平对生物多样性、生态系统结构和功能动态的影响。结果表明，虽然稀土元素的积累减少了土壤细菌的多样性，但对细菌种群多样性的影响却很小。在稀土尾矿池附近，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）是主要的细菌群落。根据线性判别分析效应量（LEfSe）的结果，某些属——盐单胞菌属（Halomonas）、Aliifodinibius和Truepera——被确定为稀土元素浓度升高的潜在指示菌。在稀土元素浓度中等（MC）的样本中，鞘膜单胞菌属（Sphingomonas）被确定为生物标志物；而在稀土元素浓度较低（LC）的样本中，则norank_Subgroup6、norank_Actinobacteria和RB41较为丰富。Tax4fun功能预测显示，在稀土元素压力下，细菌群落的代谢能力受到抑制。包括冗余分析和Mantel检验在内的统计分析表明，土壤湿度和稀土元素浓度是受采矿影响区域的主要环境因素。这些发现表明，稀土元素的积累显著改变了这些地区的细菌群落多样性、分类组成和生态功能。研究人员还确定了与不同稀土富集程度相对应的微生物生物标志物。该研究为稀土采矿作业如何影响土壤微生物群落的组成和功能提供了更深入的见解。

土壤微生物对环境变化反应强烈。然而，不同水平稀土元素（REEs）污染对微生物及其相互作用的影响仍不明确，关于不同稀土富集程度生物标志物的研究也非常匮乏。本研究将稀土元素浓度分为不同的积累层次。研究人员利用Illumina高通量测序技术，探讨了不同稀土元素水平对生物多样性、生态系统结构和功能动态的影响。结果表明，虽然稀土元素的积累减少了土壤细菌的多样性，但对细菌种群多样性的影响却很小。在稀土尾矿池附近，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）是主要的细菌群落。根据线性判别分析效应量（LEfSe）的结果，某些属——盐单胞菌属（Halomonas）、Aliifodinibius和Truepera——被确定为稀土元素浓度升高的潜在指示菌。在稀土元素浓度中等（MC）的样本中，鞘膜单胞菌属（Sphingomonas）被确定为生物标志物；而在稀土元素浓度较低（LC）的样本中，则norank_Subgroup6、norank_Actinobacteria和RB41较为丰富。Tax4fun功能预测显示，在稀土元素压力下，细菌群落的代谢能力受到抑制。包括冗余分析和Mantel检验在内的统计分析表明，土壤湿度和稀土元素浓度是受采矿影响区域的主要环境因素。这些发现表明，稀土元素的积累显著改变了这些地区的细菌群落多样性、分类组成和生态功能。研究人员还确定了与不同稀土富集程度相对应的微生物生物标志物。该研究为稀土采矿作业如何影响土壤微生物群落的组成和功能提供了更深入的见解。