文章题目：Predatory protists impact plant performance by promoting plant growth-promoting rhizobacterial consortia
期刊：ISME
影响因子：12.3
发表时间：2024
参考文献：Sai Guo, Stefan Geisen, Yani Mo, Xinyue Yan, Ruoling Huang, Hongjun Liu, Zhilei Gao, Chengyuan Tao, Xuhui Deng, Wu Xiong, Qirong Shen, George A Kowalchuk, Rong Li, Predatory protists impact plant performance by promoting plant growth-promoting rhizobacterial consortia, The ISME Journal, Volume 18, Issue 1, January 2024, wrae180, https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae180
1.研究背景
l根际是受植物根系直接影响的土壤区域，植物通过根系分泌物影响根际微生物，微生物也对植物生长有重要作用。
l细菌是根际中丰富的微生物，部分为植物根际促生菌（PGPR），可促进植物生长，但也有植物病原细菌会影响植物健康。
l根际细菌群落受植物根系分泌物影响，同时也受土壤捕食者（特别是原生生物）的自上而下调控，其中Cercomonas属与植物生长和健康相关，但原生生物-细菌-植物三者相互联系的机制尚不清楚。
2.研究目的
l研究原生生物接种对根际细菌群落的影响，明确原生生物如何改变根际细菌的组成和结构。
l剖析不同原生生物影响的细菌类群之间的相互作用，探究这些相互作用如何在根际定殖和植物生长促进过程中发挥潜在作用。
l验证关于原生生物与细菌、植物三者之间相互联系的假设，即原生生物是否能通过调控细菌群落来富集有益细菌，进而增强植物生长性能；以及原生生物是否能促进植物生长促进根际细菌群落内的合作，从而提升植物生长表现。。
3.主要研究问题包括：捕食性原生生物 Cercomonas lenta 如何影响根际细菌群落的组成与结构？根际细菌群落中响应 C. lenta 接种而发生变化的细菌类群与植物生物量之间存在怎样的关联？所选细菌菌株（如 Pseudomonas、Sphingomonas、Chitinophaga）自身具有哪些植物促生长能力？所选细菌菌株之间存在怎样的相互作用？这种相互作用如何影响植物生物量？C. lenta 对所选细菌菌株生物膜形成有何作用？C. lenta 如何影响植物有益菌群与其拮抗剂之间的相互作用?
4.科学问题
l捕食性原生生物如何影响根际细菌群落结构与功能？
l根际细菌群落变化怎样影响植物生长性能？
l捕食性原生生物能否促进植物生长促进根际细菌群落内的合作及对植物生长的影响机制？
5.实验材料与方法
实验设计与样本采集：在温室中进行系列中宇宙实验，用塑料盆种植黄瓜，土壤取自长期田间实验的化肥施用区，设置不同处理，包括接种不同密度的捕食性原生生物等，定期随机摆放花盆，实验分多个部分，在不同土壤条件下进行，以确定C.lenta对细菌群落、植物生物量的影响及相关相互作用等，每个处理设三个重复，黄瓜品种为“Lu feng”。
DNA提取与定量 PCR 测定：用试剂盒提取土壤 DNA，用于定量 PCR 分析和 MiSeq 测序，以测定 18S rRNA 基因、Pseudomonas、Sphingomonas 和 Chitinophaga 的丰度。
MiSeq 测序与生物信息学分析：扩增原核 16S rRNA 基因和真核 18S rRNA 基因的特定区域，在平台上测序，构建测序文库，对 OTU 进行分类，获得代表序列的分类信息。
所选细菌菌株的植物促生长特性：选择与植物生物量相关的细菌菌株，在共培养和单培养系统中测试其植物促生长特性，如无机磷溶解、钾溶解、固氮、ACC 脱氨酶活性、氨产生、IAA 产生和铁载体产生等。
所选细菌菌株和 C. lenta 的生物膜形成：在单培养和共培养系统中测定细菌菌株和 C. lenta 的生物膜形成，用特定方法培养和量化生物膜。
根际土壤有效磷和无机磷溶解基因类别丰度测定：风干并过筛根际土壤，用碳酸氢钠提取法测定有效磷，用 qPCR 测定无机磷溶解基因（pqq C 和 gcd 基因）的拷贝数。
统计分析：计算细菌多样性指数，用非度量多维尺度分析展示细菌群落结构，进行置换多元方差分析、随机森林模型分析、多重比较、确定差异表达细菌类群、相关性分析和计算 C. lenta 对细菌的捕食强度等。
结果与讨论
l捕食性原生生物 C. lenta 通过增强与根际微生物组的相互作用来改善植物性能，影响根际细菌群落，促进植物根际促生菌群落的协作互动，增加磷的动员，有利于植物生长，因此原生生物可作为未来可持续农业实践中有吸引力的生物制剂或通过靶向刺激原生生物种群来发挥作用。
图1 . 描述原生生物 - 细菌 - 植物三角形中互连机制的概念模型。
