棉花生物学国家重点实验室

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实验室率先揭示地膜残留短期微生物响应机制

作者:棉花生物学国家重点实验室办公室 日期:2021/9/26 16:36:22 访问量:

  实验室崔金杰研究员团队开展了地膜残留短期影响与生物降解研究,联合微生物学和代谢组学技术,揭示了棉田地膜微塑料残留在短期内对土壤微生物及其代谢功能的影响规律,挖掘出一些具有潜在地膜微塑料降解功能的细菌,为陆地土壤中微塑料残留的安全性评估和农业面源污染降解治理提供了重要理论基础。相关研究成果以“Integrated microbiology and metabolomics analysis reveal plastic mulch film residue affects soil microorganisms and their metabolic functions”为题发表在环境科学与生态学1区Top期刊《Journal of Hazardous Materials》(IF=10.588)上。
  微塑料作为一种新兴的持久性污染物,已成为全球关注的焦点,但关于微塑料对陆生生物安全及其降解治理的研究仍处于起步阶段。以农业土壤为例,地膜是农业土壤中微塑料残留的重要输入源。研究表明,微塑料残留物会干扰土壤微生物群落。但目前还没有研究进一步阐明土壤中地膜残留对土壤微生物的物质代谢循环是否存在影响。开展此项研究将填补陆地土壤中塑料残留物安全性评估的空白。
  该研究利用微生物学和代谢组学技术研究了短期内暴露于塑料地膜残留物后土壤细菌群落及其代谢功能的变化,发现地膜暴露改变了土壤细菌的整体群落结构,干扰了细菌共生网络的复杂性。该研究在国际上首次证明,塑料地膜残留会干扰微生物次生代谢物的生物合成,以及微塑料等异生物质的生物降解和代谢过程,为地膜微塑料的降解研究提供重要依据。通过进一步研究差异生物标志判别和组学网络联合分析,发现了一些潜在微塑料降解功能的细菌,为今后研究微塑料降解菌提供了新的方向。
  中棉所高层次人才吴长才博士为论文第一作者,马艳研究员和崔金杰研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务专项和中国农业科学院科技创新项目资助。