紫金牛叶杆菌RC6b及其诱变菌株对二苯砷酸的降解特征

【目的】阐明紫金牛叶杆菌Phyllobacterium myrsinacearum RC6b及其诱变菌株对二苯砷酸(Diphenylarsinic acid,DPAA)的降解特征与代谢产物。【方法】以紫金牛叶杆菌RC6b为出发菌株,分别以蔗糖、葡萄糖和乙酸钠为外加碳源,优化共代谢降解条件;采用亚硝基胍(N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine,NTG)对出发菌株进行化学诱变,比较诱变前后菌株对DPAA降解能力的变化,鉴定诱变菌株对DPAA的降解代谢产物。【结果】以DPAA为唯一碳源时,培养28 d后RC6b菌株对DPAA的降解率低于2%;分别添加蔗糖、葡萄糖和乙酸钠为外加碳源培养28 d后,DPAA的降解率显著提高,分别达到14.08%、15.21%和15.05%;采用250μg/m L的NTG诱变后获得3株诱变菌,在以DPAA为唯一碳源培养28 d后,3株诱变菌对DPAA的降解率与出发菌株相比均显著提高,其中N-RC6b2对DPAA的降解率最高,达36.71%;代谢产物鉴定结果表明,诱变菌株N-RC6b2对DPAA的代谢产物中有单羟基化DPAA的生成。【结论】RC6b出发菌株难以直接利用DPAA为唯一碳源生长,外加蔗糖、葡萄糖和乙酸钠等共代谢碳源可显著提高菌株RC6b对DPAA的降解率;NTG化学诱变可进一步提高RC6b菌株对DPAA的降解效果,代谢产物为单羟基化DPAA。     

不同种植模式下丹参根际土壤微生物群落结构变化

采用MiSeq高通量测序技术对连作、轮作、套作3种种植模式下丹参根际土壤中细菌的16S rDNA基因V3—V4区片段和真菌18S rDNA基因V4区片段进行了测序,研究了细菌和真菌群落结构的变化,并分析了其与土壤因子的关系,从根际微生态系统的变化阐释了丹参连作障碍的发生机理。总体上,细菌和真菌群落的大部分Alpha多样性指数在3种种植模式之间没有显著差异,但呈现轮作套作连作的趋势。与连作相比,轮作显著提高了细菌群落的香农-威纳指数和丛枝菌根真菌的侵染率。从细菌群落的组成上看,轮作模式下芽单胞菌门的相对丰度显著低于连作和套作。相反,轮作和套作时浮霉菌门和拟杆菌门的相对丰度则高于连作。轮作和套作模式下,真菌群落中的接合菌门、壶菌门和子囊菌门的相对丰度显著高于连作。另外,不同种植模式下微生物之间的相互作用关系也有明显差异,轮作甚至会造成真菌之间的相互关系发生逆转。连作模式下检出了丹参枯萎病的病原菌镰刀菌,而有益菌枯草杆菌属的数量却呈下降趋势,这可能是引起丹参病害加剧的原因之一。主坐标成分分析表明,微生物群落在3种种植模式之间没有发生显著的分化,前两个主坐标成分的总解释能力均小于30%,表明没有显著的主导因子。轮作和套作可以提高土壤pH和部分矿质营养,降低ORP。但是,土壤性质的变化仅影响细菌群落,对真菌群落的影响不明显。套作模式下,总钾和有效钾会提高细菌和真菌群落的多样性;轮作和连作模式下的真菌群落则刚好相反,它们更适应低钾和高ORP的环境。研究结果表明,轮作和套作可以在一定程度上改善土壤质量,提高根际细菌群落多样性,改变微生物群落组成,以及微生物-微生物、微生物-丹参之间的相互关系,这些可能是缓解丹参连作障碍的重要原因。