科研文献|了解多个含水层中微生物砷的迁移:DNA 和 RNA 分析的见解

研究介绍
地下水中砷(As)的自然富集(As浓度>10μg/L)对人类健康造成很大的威胁（包括皮肤癌和肺癌）。本篇文章主要研究对高溶解砷和硫酸盐含水层中关键的活性砷动员生物地球化学过程和相关微生物，确定地下水-沉积物地球化学、总的微生物群落和活跃的微生物群落及其在河套盆地西部地下水-沉积物微生物群中的潜在功能。本研究提供了一个扩展的活性As−N−S−Fe生物地球化学过程的整体概念模型，影响了As在高溶解的As和硫酸盐含水层中的动员。

材料与方法

1）采样：河套流域西部（41°0′9″ N and 106°57′59.2″ E）。从BH1井（多层井）采集了7个地下水样品；从bh2中采集7个新鲜沉积物样品，采样间隔约为1.0m。

2）测序：引物：338F_806R。序列聚类为操作分类单元(OTUs)

3）化学分析：
①地下水pH；ORP；和Fe(II)、铵、亚硝酸盐和硫化物浓度在原位测定，而在实验室分析子样品的微量元素和阳离子、阴离子、As种类和溶解有机碳(DOC)。
②湿沉积物样品通过扫描电镜(SEM)对表面形貌进行表征，并测量漫光谱反射率（530−520nm）、Fe（TFesed和Fe(II)）、水提取铵（氨提取物），硝酸盐（硝酸盐提取物）和硫酸盐（硫酸盐提取物）。对沉积物子样品进行自由干燥、分解和研磨（<200网），并用于x射线衍射光谱(XRD)、总有机碳（TOC）分析和酸消化元件分析（硝酸、HF和HClO4)。

4）数据分析：
①用Canocov.5.62进行了典型对应分析(CCA)和冗余分析(RDA)，检验约束条件（地球化学因子）对地下水和沉积物微生物群落结构的显著性。当响应数据的梯度大于4个SD单位时，采用CCA而不是RDA。
②圆图、热图和三元图分别由Rv.2.15.2使用circlize包 (v.0.4.8)、VEGAN包(v.2.0.7)和ggt