镉(Cd)污染已成为全球农业生态系统中亟待解决的环境问题。Cd对微生物群落及其生态功能的影响尚不清楚。

文章以华东地区典型稻田为研究对象，研究了Cd污染对土壤细菌群落多样性和相互作用的影响，以及土壤元素循环基因的动态。Cd污染显著改变了细菌α和β多样性。耐Cd细菌变形菌门和酸杆菌门是指示Cd污染的理想生物标志物。土壤Cd污染显著抑制了土壤C、N、P和S循环基因。元素循环基因的减少导致水稻土微生物源C(微生物生物量C)和N库(有机氮矿化和固氮)的损失，水稻土N₂O排放潜力增加。应特别注意Cd污染水稻土中土壤养分的保持和温室气体通量状况的监测与减缓。在高Cd胁迫下，细菌群落形成了更稀疏的网络，竞争加剧。在Cd污染条件下，connectors增加了其优势，对于维持细菌相互作用至关重要。耐Cd菌属Massilia、Burkholderia、Streptomyces和Methylobacterium作为connectors，帮助与其他非抗性细菌建立广泛的联系。通过尿素水解过程，Massilia被鉴定为具有潜在Cd固定功能的关键功能物种。深入了解Massilia的生理特性和Cd固定潜力，还需要通过菌株分离、生理和分子生物学实验进一步研究。

本研究阐明了Cd污染下水稻土微生物功能改变的生态风险，以及耐Cd细菌对微生物群落和生态功能的意义。

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