Microbial network
酸雨降低了植物光合固碳和土壤微生物网络的复杂性
酸雨威胁陆地生态系统的功能和结构;然而，酸雨影响光合碳通量和土壤微生物群落的机制尚不清楚，这阻碍了对植物-土壤-大气系统区域碳通量的准确预测。本研究采用13C同位素标记实验，对酸雨污染(pH 4.5和3.0;SO42-/NO3- = 2:1)。结果表明，酸雨对植物总生物量和茎部生物量的影响可以忽略不计。pH为 3.0的酸雨抑制了植物13C同化和固定13C向土壤的流动。酸雨降低了土壤总碳和有机氮(N)，但增加了无机氮(即硝酸盐-N)水平。pH 3.0酸雨增加了土壤容重，导致土壤酸化，促进了土壤微生物多样性。然而，酸雨降低了土壤微生物网络的连通性和复杂性。土壤13C含量主要受土壤pH、氨氮和根系生物量的调节。我们的研究结果表明，酸雨减少了光合固碳和土壤微生物类群的相互作用。
highlight
• pH 3.0酸雨降低了植物-土壤系统的净固定13C。
• pH为 3.0的酸雨减少了光合产物- 13c向土壤的转移。
• 酸雨提高了土壤无机氮的有效性。
• 酸雨降低了土壤微生物网络的复杂性。
• 酸雨增强了土壤微生物多样性。
ARG
延长氯胺化处理显著富集了饮用水处理厂细胞内抗生素抗性基因
氯胺化和氯化作用都是防止潜在病原体通过饮用水传播给人类的强大屏障。然而，氯胺化和氯化对饮用水处理厂(DWTPs)中抗生素耐药基因(ARGs)发生的比较影响尚不清楚。本研究通过宏基因组测序分析氯胺化或氯化前后水体中的抗生素抗性组，然后通过实时定量聚合酶链反应(qPCR)进行验证。处理90 min后，氯胺化处理比氯化处理能使水体中细胞内ARGs (iARGs)的总相对丰度得到更高的富集，而氯化处理则比氯胺化处理能促进胞外ARGs (eARGs)的释放。根据冗余分析和Pearson分析，所观测到的iARGs总浓度与铵态氮(NH4+-N)浓度呈较强的正相关关系，随NH4+-N浓度的增加呈线性上升趋势。这说明NH4+-N是氯胺化过程中iARG积累的重要驱动因素。如果氯胺化的持续时间缩短到40分钟，iARG的富集就会停止，这表明缩短持续时间是控制饮用水中iARG富集的更好策略。这些发现强调了延长氯胺化后抗生素耐药的潜在风险，阐明了通过优化DWTPs中的消毒程序来控制抗生素耐药细菌在水中的传播。
highlight
• 氯胺化反应比氯化反应能使iARGs富集。
• 如果氯胺化的持续时间缩短，iARG的富集就会停止。
• 氯化比氯胺化更容易释放eARGs。
• iARG总浓度随着NH4+-N浓度的增加而增加。
• 缩短氯胺化时间有助于控制iARG的富集。
青藏高原污水处理厂进水和出水中抗生素耐药组的宏基因组监测
作为抗生素耐药基因(ARGs)传播的热点，污水处理厂(WWTPs)引起了全球的广泛关注。然而，在青藏高原wwtp中缺乏足够的抗生素耐药宏基因组监测。本研究采用宏基因组方法，对青藏高原18个污水处理厂进水和出水中ARGs的发生、迁移潜力和细菌宿主进行了全面调查。从污水处理厂的进水到出水，ARG的总相对丰度和多样性显著降低。出水样品中ARG类型以多药型、杆菌肽型、磺胺型、氨基糖苷型和β-内酰胺型ARG为主，与进水样品有明显区别。所有样品共有72个核心ARG，占总ARG丰度的61.8% ~ 95.8%。在进水(277 ARGs)和出水(178 ARGs)中检测到主要对β-内酰胺类药物具有耐药性的临床相关ARGs。宏基因组组装结果显示，一个ARG在质粒或染色体上的遗传位置与其对应的ARG类型相关，说明不同类型ARG在移动性潜力上的差异。质粒介导的ARGs丰度在进水和出水中所占的比例都远高于染色体介导的ARGs丰度。此外，出水中与多种可移动遗传元素共存的ARGs表现出与进水相当的可移动潜力。此外，分配给13个细菌门的137个宏基因组组装基因组(MAGs)被鉴定为ARG宿主，在大多数wwtp中可以有效处理掉。值得注意的是，有46种MAGs携带多种ARG类型，潜在病原体经常表现出对多种抗生素的耐药性。一些ARG类型倾向于由某些细菌携带，显示出特定的宿主-耐药关联模式。本研究强调了宏基因组监测的必要性，并将促进位于脆弱地区的WWTPs的抗生素耐药风险评估和控制。
highlight
• 大多数污水处理厂的出水中ARG和ARB被有效降低。
• 在出水中发现了丰富的核心ARGs和多种临床相关ARGs。
• 质粒和MGE携带的ARGs丰度百分比较高。
• ARB表现出多抗性、致病性和特异性的宿主抗性模式。
