镉驱动的特定内生细菌及其对水稻产量和镉积累的影响

《BMC Microbiology》：Cadmium-driven specific endophytic bacteria and their role in rice grains yield and cadmium accumulation

　　

摘要

背景与目的

植物的内生菌群会受到重金属胁迫的显著影响。反之，内生菌有助于宿主植物提高对重金属的耐受性并积累重金属。本研究评估了镉（Cd）对水稻的影响，并探讨了内生菌在水稻镉积累中的作用。

方法

采用依赖培养和非依赖培养的方法研究了镉胁迫下水稻的内生细菌群落。此外，还研究了内生细菌在水稻产量及稻粒镉积累中的作用。

结果

水稻内生细菌群落的组成受组织类型和土壤镉浓度的共同影响。较高的镉浓度会降低内生菌的α多样性，改变优势属，并使共存网络变得不那么复杂。特别

是，某些特定的细菌内生菌（如Methylocystis、Bradyrhizobium和Brevundimonas）与稻粒中的镉浓度存在显著相关性，这表明它们可能在调节稻粒镉积累中起作用。包括Bradyrhizobium、Brevundimonas、Acinetobacter、Agrobacterium等在内的核心微生物群在所有镉浓度水平下都存在，说明它们具有重要的、不受胁迫影响的功能。其中一些微生物还表现出多种促进植物生长的特性以及镉耐受性。盆栽实验表明，GCRD9菌株（Agrobacterium属）能够促进水稻生长，增加千粒重，同时将稻粒中的镉积累量降低55.6%。

结论

这些研究结果为土壤-作物-内生菌之间的相互作用提供了新的见解，同时也凸显了某些特定细菌菌株在开发基于内生菌的作物栽培策略方面的潜力，有助于在重金属胁迫条件下保障作物的安全生产。