高通量测序助力地质封存CO2泄漏情景下土壤细菌群落信息的挖掘

CO2地质封存过程复杂，存在CO2泄漏风险，进而会影响土壤生态系统，为研究地质封存CO2泄漏应对措施，以玉米为研究对象，采用人工控制释放CO2系统研究了玉米对地质封存CO2泄漏的响应特征，并应用高通量测序技术分析了玉米土壤细菌群落结构及遗传多样性。结果表明：土壤CO2浓度为30×104μL·L-1（30 cm埋深处CO2浓度）时，玉米表现出较好的适应能力，当CO2泄漏量增加到40×104μL·L-1以上时，玉米叶片等各项生长指标均表现为受胁迫特征；高通量测序结果显示试验共获得4个土壤样本的70948个OTUs，但仅3.32%为4种泄漏条件下土壤所共有；遗传信息表明土壤细菌多样性和丰富度变化与CO2泄漏浓度密切相关；变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门等为土壤优势菌群，而酸杆菌门在土壤CO2浓度达40×104μL·L-1下相对丰度大幅增加，暗示其可用作地质封存CO2泄漏对土壤生态系统影响的指示菌。可见泄漏的CO2会影响农作物生长及土壤细菌群落特征，而变化的土壤细菌多样性会影响农田生态系统功能等。