ПРОКАРИОТНЫЕ СООБЩЕСТВА ПРИ САМОЗАРАСТАНИИ ХРАНИЛИЩА ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Authors: И.Г. ШИРОКИХ , Н.А. БОКОВ , Е.В. ДАБАХ , Л.В. КОНДАКОВА , А.А. ШИРОКИХ , Т.Я. АШИХМИНА 
Published: November 2024

Методом высокопроизводительного секвенирования по технологии Illumina исследовано разнообразие прокариот в образцах почв, отобранных с трех пространственно удаленных площадок мониторинга на территории бывшего хвостохранилища жидких отходов химического производства вблизи г. Кирово-Чепецка, Кировская область. Проведена оценка таксономического богатства и филогенетического разнообразия микробных сообществ техногенных почв в сравнении с аллювиальной почвой - природным аналогом той, что была нарушена в результате размещения отходов химического предприятия. Анализ показателей таксономического богатства и разнообразия продемонстрировал более низкие их значения в формирующихся на отходах почвах в сравнении с природной почвой фонового участка. Были определены 26 бактериальных и 2 архейных филума прокариот, составившие более 95 % от числа классифицированных последовательностей. Доминировали филумы Actinobacteria (22-41 %) и Proteobacteria (20-26 %). На уровне высших таксонов в техногенных почвах по сравнению с сообществом природной аллювиальной почвы выявлены тренды изменения представленности филумов: уменьшение доли Verrucomicrobiaи увеличение доли Cyanobacteria. Наибольшие различия между сообществами техносолей и фоновой почвы выявлены на уровне порядков, семейств и родов. Для каждого из четырех микробиомов определены общие и уникальные роды. Обнаруженные различия в составе и структуре прокариотного компонента микробных сообществ нарушенных почв связаны с комплексом их физико-химических свойств (гранулометрический состав, рН почвенного раствора, содержание Сорг, состав токсикантов промышленного происхождения, режим влажности и др.) и характером растительного покрова. Полученные результаты представляют интерес для разработки новых подходов в будущих исследованиях связи почвенной микробиоты с изменениями экосистем, вызванными деятельностью человека.

The method of high-performance sequencing using the Illumina technology investigated the diversity of prokaryotes in three soil samples (Technosols) selected on the territory of the former tailings of liquid waste of chemical production near the city of Kirovo-Chepetsk, Kirov region. The assessment of the taxonomic richness and phylogenetic diversity of microbial communities formed in the process of regenerative succession of the technogenic landscape, in comparison with the alluvial soil (Fluvisols) - a natural analogue of the one that was disturbed as a result of the disposal of waste from a chemical enterprise. The analysis of the indicators of taxonomic richness and diversity demonstrated their lower values in the soils formed on waste in comparison with the natural soil of the background site. 26 bacterial and 2 archaeal phyla of prokaryotes were identified, accounting for more than 95 % of the number of classified sequences. The phylum Actinobacteria (22-41 %) and Proteobacteria -20-26 %) dominated. At the level of higher taxa in disturbed soils, compared with the community of natural alluvial soil, trends in the representation of phylum were revealed: a decrease in the proportion of Verrucomicrobia and an increase in the proportion of Cyanobacteria. The greatest differences between the communities of technosols and background soil were revealed at the levels of orders, families and genera. Common and unique genera have been identified for each of the four microbiomes. The detected differences in the composition and structure of the prokaryotic component of microbial communities of disturbed soils are related to the complex of their physical-chemical properties (granulometric composition, pH of soil solution, Corg content, composition of toxicants of industrial origin, humidity regime, etc.) and the nature of vegetation cover. The results obtained are of interest for the development of new approaches in future studies of the relationship of soil microbiota with ecosystem changes caused by human activity.