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近日，我所土壤环境室在Bioresource Technology期刊发表题为“Succession of the bacterial community structure and functional prediction in two composting systems viewed through metatranscriptomics”的研究进展。

第一作者：丁建莉

通讯作者：魏丹 研究员

论文DOI：//doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123688

一、研究背景

我国每年产生约57亿吨有机废弃物，如果不当利用，不仅浪费宝贵的资源，而且污染环境。有机废弃物肥料化是资源化利用的重要途径之一。传统的堆肥技术存在着速度慢、时间长的缺点，实现快速堆肥是解决堆肥周期长问题的关键。

二、研究内容

文章对比研究快速罐式堆肥与传统堆肥过程微生物演变过程，借助Illumina MiSeq平台对RNA逆转录的cDNA进行测序分析，并结合PICRUSt分析生物反应器与传统堆肥过程中细菌群落结构和代谢功能的动态变化。

三、主要研究结果

（1）两种系统中细菌α-多样性指数前三个阶段变化趋势相反。在这两个系统中，相对丰度最高的4个菌门均是厚壁菌属、变形菌属、拟杆菌属和放线菌属，但丰富度最高的菌属差异显著。反应器中排名前5的菌属是Psychrobacter, Galbibacter, Pseudomonas, Staphylococcus 和 Flavobacterium。

图1 两种堆肥系统相同阶段的KEGG差异分析

（2）两种系统同一时期内的活性细菌种类存在明显的区别，明确在快速生物反应器系统中有效磷是影响细菌群落结构变化和代谢功能变化的关键因子。确定了影响快速堆肥的关键控制因子，为突破传统发酵体系局限，实现有机废弃物规模化快速堆肥提供理论指导。

图2 生物反应器堆肥系统(a)和传统堆肥系统(b)中微生物群落和环境因子的RDA分析

      生物反应器堆肥系统(c)和传统堆肥系统(d)中微生物功能和环境因素的RDA分析