4种蚯蚓肠道微生物对砷毒性的响应差异研究

• 作者: 王洪涛 丁晶 邵元虎 张卫信 傅声雷
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 土壤动物 肠道微生物 多样性 砷形态 砷生物转化
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 379-389
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb202010132612

摘要

蚯蚓肠道是微生物多样性的一个潜在存储库。砷对蚯蚓肠道微生物群落的影响已被证实，但砷在不同蚯蚓肠道菌群中生物转化的差异仍不清楚。为了进一步阐述土壤中广泛存在的低浓度砷(浓度为5，15，25mg/kg)对不同种类蚯蚓肠道微生物影响的差异，将4种典型蚯蚓暴露于砷污染土壤后，测定其肠道微生物组成变化，并分析砷对不同蚯蚓肠道内砷富集、形态和砷生物转化基因的影响。结果显示，所有蚯蚓组织内均存在明显的砷富集，其富集系数由高到低依次为：安德爱胜蚓(1.93) > 加州腔蚓(0.80) > 通俗腔蚓(0.78) > 湖北远盲蚓(0.52)，蚯蚓组织和肠道内砷形态主要以无机砷为主，其中As (III)含量比例> 80%，部分蚯蚓组织内还发现少量有机砷。4种蚯蚓肠道微生物群落在门水平上主要以变形菌、厚壁菌和放线菌为主，并与周围土壤细菌群落组成存在显著差异。同时，在土壤和肠道内共检测到17个砷转化基因，其中蚯蚓肠道内As (V)还原和砷转运相关基因相对丰度较高，而砷(去)甲基化基因丰度较低。此外，低浓度砷污染对蚯蚓生长无显著影响，却能引起蚯蚓肠道微生物群落的紊乱。蚯蚓种类和砷污染是引起蚯蚓肠道微生物群落组成变化的主要因素。综上，蚯蚓肠道是一个微生物介导的砷生物转化的重要热区，本研究拓展了我们对土壤动物肠道内砷生物地球化学行为的认知。