全长文献解读-金属和准金属污染物对中国十二个商业猪场粪便微生物群落组成的影响
金属和准金属污染物对中国
十二个商业猪场粪便微生物群落组成的影响
三代微生物全长
题目：Effects of metal and metalloid pollutants on the microbiota composition of feces obtained from twelve commercial pig farms across China
期刊：Science of the Total Environment
影响因子：IF=5.589 发表时间：2019年8月
了解猪粪中的金属和类金属污染以及微生物群组成是支持设计和实施有效的污染控制和预防策略所需要的重要步骤。在中国的12个地区（福建，广东，甘肃，河北，湖北，四川，山东，上海，山西，北京，河南和吉林）取14组样，分为育肥生长早期（Q组）育肥生长后期（H组）两个生长期商业饲养猪的微生物，进行金属含量鉴定及PacBio的16S全长测序分析。
S1: FJQ; S2: GDQ; S3: GSQ; S4: HEBQ/HEBH;
S5: HUBQ; S6: SCQ; S7: SDQ; S8: SHQ/SHH; S9: SXQ;
S10: BJH; S11: HENH; S12: JLH.
1. Q组的猪粪便样品中，Zn，Cr和Fe的平均浓度高于H组样品。Q组粪便样品中Cu、Mn、Al、Pb、As和Cd的含量与H组相似或相同。
2.在所有14个粪便样本中均鉴定出17个门，Firmicutes和Bacteroidetes被认为是所有样品中最丰富的门，分别占所有样品平均43.0％和40.9％。Q组样本在门水平上表现出更多的多样性。
在Q组和H组之间，某些物种的相对丰度存在较大差异（大于三倍），如Lactobacillus amylovorus、Roseburia inulinivorans、Pseudomonas sp. 108Z1、Bacterium str. Rauti及Clostridium sp. CAG:288。在单个位置（HEBQ/HEBH和SHQ/SHH样品）不同生长期的猪的微生物群落不同。
3. 在花瓣图中显示了14个猪粪的核心21个OTU（所有样品的共有OTU），每个OTU的分类注释在下图B中显示。排名前三的OTU分别为Clostridium (sensu stricto 1)、Lactobacillus amylovorus和Rikenellaceae RC9肠道菌群。使用维恩图揭示了Q和H组分别有1004个共有OTU和713、283个特有OTU，列举了丰度前五的OTU。
4. 细菌群落的组成如图所示前35个属有很大的变化。在Q组样品中，SHQ和SCQ样品中的Myroides、Faecalibacterium和Acholeplasma的含量很高。在H组样本中，BJH和HENH样本中主要存在Pseudomonas和Ignatzschineria、Anaeroplasma。Q组和H组的比较确定了Clostridium(sensu stricto 1)和Lactobacillus以及Prevotella 9等菌是不同猪育肥阶段细菌群落的主要变化。
5. 在细菌分类群和环境参数之间确定了Spearman等级相关性，包括金属浓度，地理位置和猪的年龄。Cyanobacteria与Cu呈正相关（下图A），而Bacteroidetes则显示相反的关系。在OTU属水平上（下图B），铜对Acinetobacter和Erysipelothrix有负面影响，但对Succinivibrio和Ruminococcaceae UCG-014有积极影响。地理位置也与细菌丰度有关。北纬对Roseburia和Anaeroplasma产生积极影响，而东经对Rikenellaceae RC9肠道组有负面影响。此外，大龄猪的Atopostipes和Ignatzschineria含量更高。在OTU种水平上（下图C），Streptococcus alactolyticus与猪的生长天数呈正相关，而与锌呈负相关。在α多样性指数中Chao 1与N和Cu正相关，与锌呈负相关。
CCA显示细菌群落组成的变化与特定的环境参数显着相关。猪的生长天数和锌对微生物群落组成影响最大，其次是Cd、Al、As、Pb、东经和北纬（下图A）。VPA表明，猪龄和地理位置的参数占细菌群落变化的19.45％，金属含量占细菌群落变异的76.35％，且这些参数的相互作用解释了变化的-3.08％（下图B）。
6. 通过PICRUSt，根据功能将总共16×106个预测基因分为六类。从猪粪便样本中分离出的预测功能基因中约有0.8％与人类疾病有关。与Q组相比，H组样本具有更多的与人类疾病，环境信息处理和细胞过程有关的基因，但是与基因的加工，代谢和生物系统有关的基因却较少。
为了保护公众健康，需要确定猪粪中的污染物，在这项研究中，确定了商业猪粪便样品中重金属的存在和主要微生物群落的特征。结果表明，猪粪中重金属污染的流行和病原体的潜在风险。在被调查的猪粪中，经常以高浓度检测到Al、Mn、Cu、Zn和Fe的污染。与早期育肥阶段相比，后期育肥阶段的猪粪中含有与疾病相关的细菌和基因。 动物年龄，锌和镉对猪粪中发现的微生物群落的影响最大。