硒富集土壤细菌群落的奥秘:解锁植物生长与硒毒性耐受的新密码

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Current Microbiology 2.3

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  为探究硒富集土壤(SE)细菌群落多样性及硒(Se)对微生物群落和土壤性质的影响,研究人员利用 Illumina Mi-Seq 下一代测序技术展开研究。结果发现 SE 土壤微生物结构特殊,特定菌群可促进玉米生长并减少硒积累,有望用作生物肥料。

  本研究旨在利用 Illumina Mi-Seq 下一代测序技术(Next-Generation Sequencing),探究硒富集土壤(seleniferous soils,SE)中细菌群落的多样性。同时,将硒富集土壤与非硒富集土壤(non-seleniferous soils,NS)进行对比,评估硒(Selenium,Se)对微生物群落和土壤性质的影响。
宏基因组分析表明,变形菌门(Proteobacteria)在两种环境中均占主导地位,且 SE 土壤中的占比(48%)高于 NS 土壤(31%)。两种土壤类型中最主要的操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)均属于芽孢杆菌属(Bacillus)。与 NS 土壤相比,硒改变了微生物群落组成,增加了芽孢杆菌科(Bacillaceae)(30%)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae)(25%)的丰度。在 SE 环境中,芽孢杆菌属占主导,这表明它对硒具有耐受性。多样性指数显示,对照土壤的物种丰富度更高,而 SE 土壤的微生物结构则承受更大压力。

研究人员将一组细菌分离株(地普罗威登斯菌Proteus terrae Se3、台湾盐单胞菌Halopseudomonas formosensis Se5 和谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum Se38)接种到在天然硒富集土壤中种植的玉米植株上。接种细菌组合的玉米植株生长更为健康,其根、茎和种子的生物量更大。与未接种的植株相比,细菌接种使玉米植株根、茎和种子中的硒积累减少。这些结果表明,硒富集土壤中的细菌物种有望作为生物肥料,用于促进植物生长,并帮助植物在硒富集土壤中耐受硒毒性。

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