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根施伯克氏菌对小麦镉吸收转运的两段式阻控作用

文献类型： 中文期刊

作者： 郭佳佳;王常荣;刘仲齐;黄青青;张长波;黄永春;薛卫杰;孙约兵

作者机构：

关键词： 伯克氏菌;小麦;镉（Cd）;吸收;微生物群落结构

期刊名称：环境科学

ISSN： 0250-3301

年卷期： 2023 年

页码：

收录情况： EI（2023版） ; ; 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版）

摘要： 为评估将伯克氏菌Y4（Burkholderia sp.Y4）作为污染农田小麦降镉（Cd）菌的可行性，通过微生物高通量测序、土壤Cd逐级提取、小麦Cd亚细胞分布和赋存形态检测等手段，分析了菌株Y4处理下根际土壤微生物群落和Cd有效态变化，以及小麦根、基节、节间和籽粒Cd含量及其转运特征。结果表明，根施菌株Y4显著降低了小麦根部和籽粒Cd含量，与对照处理相比降幅分别为7.7%和30.3%。小麦营养器官Cd含量及Cd转移因子结果显示，菌株Y4处理使Cd从基节向节间的转移因子降低79.3%，小麦节间茎Cd含量也随之降低50.9%。Cd赋存形态研究发现，菌株Y4处理增加了根和基节中残渣态Cd占比，降低了根系中无机态和水溶态Cd的含量，并提高了基节中残渣态Cd含量。进一步检测Cd的亚细胞分布发现，根细胞壁和基节细胞液中Cd含量增幅分别达21.3%和98.2%，可见菌株Y4处理提高了根细胞壁和基节细胞液对Cd的固定能力。深入研究根际土壤发现，菌株Y4处理使小麦成熟期根际伯克氏菌的相对丰度由9.6%提高至11.5%，并改变了土著微生物的群落结构，提高了Gemmatimonadales、Pseudomonadales和Chitinophagales等相对丰度，并降低了Acidobacteriota等相对丰度。同时，施加菌株Y4提高了根际土pH值，增幅达8.3%；土壤中的可交换态Cd、碳酸盐结合态Cd和铁锰氧化物结合态Cd含量，其降幅分别达44.4%、21.7%和15.9%，而残渣态Cd比例高达53.6%。根施菌株Y4提高了土壤中硝态氮和铵态氮的含量，增幅可达22.0%和21.4%，并且碱解氮含量也有一定程度提高。由此可见，根施菌株Y4不但提高了土壤氮素可利用性，同时能够通过降低根际土壤中Cd有效性、提高小麦根和基节的Cd拦截固定能力，“两段式”阻控污染土壤中Cd向小麦籽粒的转运积累。故伯克氏菌Y4作为小麦降Cd促生菌剂具有一定的应用潜力。

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