《Ecological Genetics and Genomics》：Metagenomic profiling of a contaminated wetland microbiome in Gokana, Niger Delta region
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摘要石油勘探导致的烃类污染通过改变土壤的物理化学性质和微生物群落组成，对尼日尔三角洲的土壤生态系统构成了严重威胁。本研究利用鸟枪法宏基因组测序技术，调查了尼日利亚奥戈尼兰地区的戈卡纳地方政府区K-Dere地区受烃类污染和未受污染的湿地土壤中微生物群落的分类多样性。对复合土壤样本进
摘要
石油勘探导致的烃类污染通过改变土壤的物理化学性质和微生物群落组成，对尼日尔三角洲的土壤生态系统构成了严重威胁。本研究利用鸟枪法宏基因组测序技术，调查了尼日利亚奥戈尼兰地区的戈卡纳地方政府区K-Dere地区受烃类污染和未受污染的湿地土壤中微生物群落的分类多样性。对复合土壤样本进行了物理化学性质分析，并使用One Codex平台进行了微生物分类分析。受污染土壤中的总石油烃（TPH）浓度（78.3 mg/kg）高于未受污染的对照土壤（10.8 mg/kg），证实了污染的存在。鸟枪法宏基因组测序产生了592,132条高质量读段（其中22.35%被分类），而未受污染土壤产生了4,994,158条读段（其中16.36%被分类）。分类分析显示两种土壤中的微生物群落结构存在显著差异。受污染土壤主要由PVC群、FCB群、Terrabacteria群、假单胞菌门（Pseudomonadota）和酸菌门（Acidobacteriota）组成，而未受污染土壤主要由拟杆菌门（Bacteroidota）、杆菌门（Bacillota）、放线菌门（Actinomycetota）和假单胞菌门构成。α多样性分析显示未受污染土壤的Shannon多样性指数（8.40）高于受污染土壤（7.00），而Simpson指数相似（0.97–0.98），表明未受污染环境中的分类多样性更高。已有的研究表明这些分类群拥有与烃类降解和其他生态功能相关的基因；然而，本研究关注的是分类组成，而非功能基因表达或代谢活性。这些发现表明石油污染重塑了土壤微生物群落，并为未来的功能宏基因组研究和基于微生物的环境监测提供了基础分类信息。
引言
五十多年来，尼日尔三角洲的奥戈尼地区经历了广泛的石油污染，影响了沿海和陆地生态系统[[1], [2], [3]]。持续暴露于石油烃类会破坏土壤和水质，扰乱自然生物地球化学循环，降低这些生态系统支持多样化植物、动物群落和土壤微生物的能力[4,5]。土壤微生物在维持生态系统平衡和促进这些污染物的自然分解方面发挥着重要作用[[6], [7], [8]]。然而，长期暴露于高浓度的烃类和其他有毒污染物会通过淘汰敏感菌株、促进耐受性菌株的存活来改变微生物群落结构[[9], [10], [11]]。多年来，多种传统的分子技术如16S rRNA基因克隆、变性梯度凝胶电泳（DGGE）、末端限制片段长度多态性（T-RFLP）和荧光原位杂交（FISH）被用于研究受污染环境中的微生物多样性。尽管这些方法提供了有关微生物组成的宝贵见解，但它们往往无法完全捕捉土壤微生物组的复杂性和功能潜力[[12], [13], [14]]。因此，许多稀有、低丰度且功能重要的微生物仍未能被这些传统方法检测到。
下一代测序（NGS）技术通过实现对整个微生物群落及其功能能力的全面、无需培养的分析，彻底改变了环境微生物学[[15,16]]。Caporaso等人[17]是最早使用基于Illumina的16S rRNA测序技术对多种土壤环境中的微生物群落进行表征的研究人员之一。他们的研究表明，环境条件的微妙差异（包括污染程度）会显著影响微生物群落结构。这项工作有力证明了NGS可以作为追踪土壤微生物多样性和组成变化的敏感工具。类似地，Mukherjee等人[18]通过分析污染梯度上的微生物群落变化，进一步强调了NGS在污染监测中的作用。他们的结果显示，从污染较轻地区的多样化微生物群落转变为高污染区域以专化烃类降解微生物为主的群落。
根据Abam等人的研究[19]，尽管一直在努力监测和修复奥戈尼地区的污染场地，但这些土壤中微生物群落的响应和功能潜力仍很大程度上未被探索。这一空白突显了全面研究受污染环境中土壤微生物群落及其生态功能的重要性。本研究旨在通过考察戈卡纳地方政府区K-Dere地区的受污染和未受污染场地，解决有关土壤污染和微生物响应的关键问题。具体来说，它旨在利用鸟枪法宏基因组测序技术探究微生物群落的分类组成，并通过One Codex数据库进行分析（One Codex, 2025 H1）。
段落摘录
地点描述和样品采集
土壤样本采集自尼日尔三角洲里弗斯州戈卡纳地方政府区K-Dere地区的受烃类污染和未受污染（原始）的地点（见图1、图2）[20]。该污染地点由于原油勘探、生产及相关人类活动而长期受到烃类污染。
在每个地点，使用无菌不锈钢工具从两个深度区间（0–15 cm和15–30 cm）采集了三个重复的土壤样本。
土壤样本的物理化学特性
表1展示了受烃类污染和未受污染复合土壤样本的物理化学特性。受污染土壤的水分含量（29.3%）高于未受污染土壤（8.84%），pH值也略高（6.26 vs 5.52）。受污染土壤中的总石油烃（TPH）浓度为78.3 mg/kg，而未受污染土壤中的TPH浓度为10.8 mg/kg。
土壤样本的物理化学特性
受污染和未受污染土壤的物理化学特性显示出明显差异。受污染土壤的水分含量（29.3%）和pH值（6.26）也高于未受污染土壤（8.84%和5.52）。土壤的pH值和水分是影响养分可用性和微生物群落结构的重要环境因素[[34], [35], [36]]。有研究报道，土壤pH值和水分的变化会
结论
本研究表明，烃类污染导致了戈卡纳奥戈尼地区K-Dere土壤微生物群落分类组成的显著变化。鸟枪法宏基因组测序结果显示，受污染土壤（PS-1）与未受污染土壤（UPS-3）之间存在明显差异：受污染土壤中的细菌分类群属于之前在烃类污染环境中发现过的群体，而未受污染土壤则拥有更丰富的分类群。
CRediT作者贡献声明
Elizabeth Briggs：撰写原文初稿、数据可视化、方法制定、概念构思。Chioma Blaise Chikere：修订与编辑、数据可视化、项目监督。
伦理审批和参与同意
不适用。本研究未涉及需要伦理审批的人类参与者或动物。我们确认所有列出的作者都已阅读并批准了手稿，且没有其他符合作者资格但未在名单上的人员。同时，我们也确认手稿中列出的作者顺序得到了所有人的认可。
关于生成式AI的声明
在准备本工作时，作者使用了ChatGPT-4o来帮助提高语言清晰度和整体可读性。所有生成的内容随后都由作者进行了审查和编辑，作者对最终版本的手稿负全责。
利益冲突声明
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Elizabeth Briggs|Chioma Blaise Chikere
