Метагеном почв, нарушенных боевыми действиями

Анализ динамики микробных сообществ на территориях, пострадавших в ходе боевых действий, представляет особый интерес с точки зрения оценки степени деградации и прогноза способности к естественной ремедиации. Сравнение метагеномных профилей почв из воронок после обстрелов с ненарушенными черноземами позволяет выявить характерные таксономические и функциональные сдвиги, а также выделить микробные таксоны‑индикаторы антропогенного нарушения. Идентификация таких маркеров может быть использована для разработки биоиндикационных критериев состояния почвенного покрова и биотехнологических подходов к восстановлению продуктивности деградированных земель.

Основной результат – таксономический анализ микробных сообществ почв, подвергшихся импактному воздействию вооруженных конфликтов, и определение потенциальных микробных маркеров, отражающих степень нарушения и пригодность почв к восстановлению для последующего сельскохозяйственного использования.

В рамках работы в сотрудничестве с коллегами из Донецкого ботанического сада был проведен отбор проб почвы из воронок, образовавшихся в результате попадания снарядов в ходе боевых действий в 2015 году на территории Донецкой народной республики. В качестве контроля были взяты 2 образца чернозема обыкновенного карбонатного на территории Ботанического сада ЮФУ. Данные образцы были подвергнуты метагеномному анализу с целью изучения изменений в составе микробных сообществ.

Полученные результаты показывают, что несмотря на сохранение общей структуры сообщества на уровне доминирующих филумов, микробные сообщества почв воронок после обстрелов претерпели глубинную перестройку, характерную для хронически стрессированных и деградированных экосистем. Внутри основных филумов фиксируется смещение в пользу стресс-толерантных, спорообразующих и экстремофильных таксонов (Bacillota, Rubrobacteria) при одновременном снижении доли олиготрофных групп, связанных с разложением органического вещества и функционированием устойчивых чернозёмов (Acidobacteriota, многие Bacteroidota, Gemmatimonadota, Chloroflexota, Planctomycetota, Acidimicrobiia). Повышенная доля растительной ДНК (Streptophyta) и изменения в блоках микробов, участвующих в цикле азота (снижение Nitrospirota, рост Nitrososphaerota), дополнительно указывают на замедление разложения растительных остатков, дестабилизацию биогеохимических циклов и долговременное нарушение почвенной среды в воронках. В совокупности это позволяет рассматривать выявленные таксоны (прежде всего Rubrobacteria, Bacillota и чувствительные олиготрофы) как перспективные микробные маркеры степени антропогенного воздействия и оценки эффективности дальнейших мер по ремедиации таких почв для дальнейшего сельскохозяйственного использования.