文章题目:Biofilm formed by Hansschlegelia zhihuaiae S113 on root surface mitigates the toxicity of bensulfuron-methyl residues to maize
期刊:Environmental Pollution
影响因子:7.6
发表时间:2022
参考文献:Zhang H, Qian Y, Fan D, Tian Y, Huang X. Biofilm formed by Hansschlegelia zhihuaiae S113 on root surface mitigates the toxicity of bensulfuron-methyl residues to maize. Environ Pollut. 2022 Jan 1;292(Pt A):118366.
研究目的:
本研究旨在探究一种BSM降解细菌——汉斯莱格尔氏菌(Hansschlegelia zhihuaiae S113)在玉米根系形成生物膜的能力,以及这种生物膜如何减轻BSM对敏感作物的毒性。
图1.图形摘要
科学问题:
(1)玉米根际土壤中的BSM降解效率是否高于非根际土壤,如果是,其原因是什么?
(2)玉米根系分泌物和生物膜形成之间的相互作用如何影响BSM的降解?
(3)根际生物膜对于减轻BSM对玉米的毒性作用的贡献有多大?
研究结果:
(1)研究表明,与非根际土壤相比,根际土壤中S113菌株的BSM降解效率更高,这归因于根系分泌物的作用。通过激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察到S113在玉米根际形成了生物膜。
(2)玉米根系分泌物及其中的有机酸(如富马酸、酒石酸和L-苹果酸)增加了生物膜的形成,增幅为13.0-22.2%,这是通过调节与细胞运动/趋化(fla/che簇)和物质代谢相关的基因表达实现的,从而促进了S113菌群的增加。
(3)在BSM污染的根际土壤中,与处理功能突变体ΔcheA-S113(无生物膜形成能力)和ΔsulE-S113(无降解能力)或无菌水(对照组)相比,野生菌株S113处理的土壤中BSM完全降解,玉米生长健康。此外,由有机酸介导的生物膜,如L-苹果酸,对BSM降解和玉米生长更有利。
图2. S113定殖在玉米根上的SEM和CLSM图像
图3. 浓缩玉米根系分泌物(RE)(A)和有机酸对S113生物膜形成的影响(B和C)