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二甲戊灵降解菌群富集及其微生物群落结构演替

文献类型： 中文期刊

作者： 焦思雨;马青云;孔德龙;周义清;江旭;张伟;罗晓霞;阮志勇

作者机构：

关键词： 二甲戊灵;微生物群落;污染物降解

期刊名称：微生物学报

ISSN： 0001-6209

年卷期： 2025 年 65 卷 04 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版）

摘要： 二硝基苯胺类农药二甲戊灵作为苗前封闭除草剂，在新疆棉田广泛被用于杂草防控。二甲戊灵化学性质稳定，残留期长，具有生物积累性和生物放大性的特点，其大量使用导致土壤生态系统风险加剧。因此，二甲戊灵残留修复问题受到广泛关注。【目的】富集具有二甲戊灵降解能力的微生物菌群，深入研究二甲戊灵胁迫下富集培养过程中微生物群落的演替特征，确定二甲戊灵降解菌群的关键微生物。【方法】通过富集传代培养法，将长期受二甲戊灵胁迫的棉田土壤接种至含不同浓度二甲戊灵(0、1.2、12 mg/L)的基础无机盐培养基中，进行连续传代培养。采用高通量测序技术探究二甲戊灵胁迫下微生物群落结构的演替规律。【结果】通过富集培养获得了2个具有二甲戊灵降解功能的微生物菌群，其中L4组(低浓度组第4代)在11 d内对1.2 mg/L二甲戊灵的降解率达到100%,H4组(高浓度组第四代)在相同时间内对12 mg/L二甲戊灵的降解率为37.2%。高通量测序分析结果显示，二甲戊灵胁迫显著降低了微生物群落的α多样性，且细菌群落对二甲戊灵胁迫的响应强于真菌群落。二甲戊灵浓度差异显著改变了微生物群落结构。高浓度二甲戊灵胁迫降低了微生物网络的稳定性、复杂性及模块化程度。线性判别分析(linear discriminantanalysiseffectsize,LEf Se)显示，高浓度组细菌群落中的特征类群为无色杆菌属(Achromobacter)、雷夫松氏菌属(Leifsonia)、Candidatus＿Nucleicultrix、肠杆菌属(Enterobacter)和金黄杆菌属(Chryseobacterium)；低浓度组的特征类群为甲基营养菌属(Methyloversatilis)、假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)、屈曲杆菌属(Ancylobacter)、甲基红杆菌属(Methylorubrum)、热单胞菌属(Thermomonas)和假黄色细杆菌属(Pseudoflavitalea)。篮状菌属(Talaromyces)、木霉属(Trichoderma)、副顶孢霉属(Paracremonium)、帚霉属(Scedosporium)和Sarocladium为高浓度组真菌群落的特征类群。基于PICRUSt2分析发现，二甲戊灵添加组显著富集了与降解相关的功能途径。属水平物种与二甲戊灵降解相关性分析结果显示，在低浓度组中，Methylorubrum、生丝微菌属(Hyphomicrobium)、微杆菌属(Microbacterium)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)和镰孢菌属(Fusarium)与二甲戊灵降解呈正相关；在高浓度组中，Hyphomicrobium、 Leifsonia、Rhodopseudomonas、Talaromyces和Trichoderma与二甲戊灵降解呈正相关。【结论】通过不同浓度二甲戊灵胁迫富集获得到了2个具有二甲戊灵降解能力的天然微生物群落。结合高通量测序技术，探究了二甲戊灵降解菌群富集过程中微生物群落的演替规律，初步确定了二甲戊灵降解菌群的关键微生物，为二甲戊灵高效微生物降解菌株的筛选提供了理论依据。

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