来自聚乙烯的土壤污染已成为新的全球关注点，但其对土壤微生物群的长期遗留效应仍不清楚。本研究通过为期八年（2014—2021）的田间实验，在中国黄土高原长武农业生态试验站的玉米田中设置了三种聚乙烯残留浓度（0、150、600 kg·ha⁻¹），分别收集大块土壤、根际和塑料际样本，综合运用细菌16S rRNA、真菌ITS、原生生物18S rRNA扩增子测序、宏基因组测序以及高通量qPCR（检测184个抗生素抗性基因）技术，深入调查了聚乙烯残留物如何影响跨多个微生物界（细菌、真菌和原生生物）的群落组装，及其对土壤抗生素抗性组的后续影响。
结果表明，在聚乙烯暴露下，细菌群落比真菌和原生生物群落更稳定、更具韧性。细菌组装主要由确定性过程主导（高浓度下塑料际中22.9%的ASV被富集），而真菌和原生生物则表现出更多的随机性模式（富集比例分别仅为5.5%和3.5%）。这种细菌确定性组装与微生物生物降解潜力的增强相一致，表现为塑料际中碳循环功能基因丰度的显著增加。同时，聚乙烯暴露下塑料际中的抗生素抗性基因更为普遍，说明塑料残留不仅改变了微生物群落结构，还可能通过选择性富集携带抗性基因的微生物而对土壤生态安全构成威胁。虽然细菌宿主在抗生素抗性基因传播中起主导作用，但真菌和原生生物分类群也通过更广泛的界间生态相互作用做出贡献。这些发现强调了在评估塑料污染的环境风险时，必须将跨王国微生物群组装作为整体加以考虑，而非仅关注单一微生物类群。
实验设计与主要发现
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| 地点 | 中国黄土高原长武农业生态试验站 |
| 持续时间 | 8年（2014—2021） |
| 作物 | 玉米 |
| 处理 | 三种聚乙烯残留浓度（0、150、600 kg·ha⁻¹） |
| 区室 | 大块土壤、根际、塑料际 |
| 测序 | 细菌16S rRNA、真菌ITS、原生生物18S rRNA扩增子测序；宏基因组测序；高通量qPCR（184个ARGs） |
跨王国微生物群的响应差异
| 微生物界 | 对聚乙烯暴露的响应 | 群落组装过程 | 特定ASV富集（塑料际） |
|---|---|---|---|
| 细菌 | 更稳定、更具韧性 | 确定性过程主导 | 22.9%（高浓度） |
| 真菌 | 更不稳定 | 随机过程主导 | 5.5% |
| 原生生物 | 更不稳定 | 随机过程主导 | 3.5% |
研究进一步揭示，塑料际中富集的细菌类群多与碳氢化合物降解、生物膜形成相关，这解释了碳循环基因丰度升高的现象。而抗生素抗性基因（如tet、sul、bla家族）在塑料际中的富集，可能与塑料表面形成的微环境促进了水平基因转移有关。该项工作为理解长期塑料污染下土壤微生物的生态演化提供了新视角，也对农膜使用后的土壤管理具有重要启示。