柠檬杆菌XT1-2-2关键还原酶基因过表达对水稻根际微生物群落结构及根部蛋白质组的影响

《BMC Genomics》：A genetically engineered Citrobacter sp. XT1-2-2 modulates rhizosphere soil microbiome and induces root proteomic changes to reduce cadmium uptake in rice

摘要

背景

本研究系统研究了在盆栽实验中接种Citrobacter sp. XT1-2-2、Citrobacter sp. XT1-2-2-::APS 和Citrobacter sp. XT1-2-2-::SiR 对水稻根际土壤微生物群落结构和多样性以及水稻根部蛋白质组的综合影响。采用 16S rRNA 和 ITS 高通量测序技术分析根际细菌和真菌群落的差异。此外，采用 TMT 标记结合液相色谱-串联质谱技术进行根部蛋白质组分析。

结果

结果显示，在成熟期，接种Citrobacter sp. XT1-2-2-::APS 和Citrobacter sp. XT1-2-2-::SiR 的土壤样本相对于接种野生型菌株的样本，其有效镉含量显著降低。微生物分析预测，接种过表达菌株的土壤中细菌和真菌群落结构存在显著差异，导致群落丰度和多样性增加。包括Bacillota、Bacteroidota、Pseudomonadota、Thermodesulfobacteriota 和Acidobacteriota在内的细菌门相对丰度增加，而真菌群落主要由Ascomycota、Chytridiomycota、Basidiomycota 和未分类真菌组成。蛋白质组分析预测了差异表达蛋白，主要富集在生物合成途径、代谢途径、谷胱甘肽代谢、细胞壁组织和抗氧化防御途径中。

结论

了解 XT1-2-2 中关键还原酶基因的过表达对内生微生物组和水稻蛋白质组学的影响，将有助于我们更好地理解水稻与微生物之间的复杂相互作用。此外，这为功能微生物在水稻生长促进和镉减排中的应用提供了理论支持。

临床试验编号

不适用。