合肥市夏季大气颗粒物中微生物群落的高通量测序分析

作者：姜少毅; 孙博文; 代海涛; 王润芳; 马大卫; 朱仁斌^*

来源：环境科学, 2021, 42(05): 2169-2178.

DOI：10.13227/j.hjkx.202009012

• 颗粒物
• 高通量测序
• 微生物群落
• 致病菌
• 合肥

大气颗粒物的组分、来源和时空变化特征等方面已进行了广泛的研究,但对占大气颗粒物25%的生物气溶胶中细菌和真菌等微生物群落的研究较少.本文使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和离子色谱仪(IC)分别测定了大气颗粒物中痕量元素和水溶性离子的含量,并结合高通量测序和荧光定量PCR分析了合肥市7～9月大气颗粒物PM1.0、PM2.5和PM10中微生物群落组成及其来源.结果表明,不同粒径下细菌群落多样性无显著差异(ANOVA,P>0.05),雨天细菌和真菌群落多样性均高于晴天,所有样品中细菌群落多样性均显著高于真菌群落多样性(ANOVA,P<0.01);大气中细菌的优势菌门为变形菌门(46.19%)、厚壁菌门(33.42%)、拟杆菌门(10.99%)、蓝藻门(3.33%)和放线菌门(2.11%),真菌的优势菌门为子囊菌门(73.23%)、担子菌门(5.78%)、被孢霉菌门(3.41%)和毛霉门(0.10%);通过分析潜在源环境的指示物种,发现土壤、植物叶片和动物粪便是合肥市大气中细菌群落的主要来源,真菌群落的主要来源是植物叶片和土壤;细菌群落主要受K、Pb、Al、Fe、Mg、Ca、Na+、NO2-和风速(WS)影响,而真菌群落的主要影响因素是V、Mn、Sr、NO2-、NO3-、Na+、Cl-、空气质量指数(AQI)和PM10;此外,在细菌和真菌群落分析中鉴定到了不动杆菌属、链球菌属、肠杆菌属、假单胞菌属、代夫特菌属、沙雷氏菌属、木霉属、链格孢属和曲霉属等9种致病菌,它们可以导致人类和其它生物的多种疾病.本文的研究结果有助于揭示大气微生物的各种特性及其影响因素,以及对人类健康的影响,对后续研究和政府相应政策的制定具有重要的参考价值.

• 单位
  国网安徽省电力有限公司电力科学研究院; 中国科学技术大学