全長16Sシーケンスによる固定化細菌処理土壌におけるマイクロバイオーム群集と機能の解明

微生物

バイオ炭による細菌の適合性と固定化により、テブコナゾールの分解、土壌微生物叢の構成と機能が改善されました

全長 16S アンプリコンのシーケンス |パックバイオハイファイ |アルファダイバーシティ |ベータの多様性

この研究では、PacBio による全長 16S アンプリコンの配列決定とバイオインフォマティクス分析が Biomark Technologies によって提供されました。

ハイライト

バイオ炭固定化テブコナゾール分解細菌アルカリゲネスフェカリス WZ-2 の生分解効率とテブコナゾール汚染土壌への影響を、遊離分解菌株 WZ-2 と比較して研究しました。

1. バイオ炭固定化 WZ-2 は、土壌中でのテブコナゾールの半減期が 18.7 日から 13.3 日に短縮されることにより、遊離 WZ-2 と比較してテブコナゾールのより効率的な分解を示しました。

2. バイオ炭固定化 WZ-2 は、ウレアーゼ、デヒドロゲナーゼ、インベルターゼなどを含む天然の土壌微生物酵素活性を回復することができました。

3. 完全長 16S シーケンスによって決定されたバイオ炭固定化 WZ-2 処理土壌の微生物プロファイルは、このシステムがテブコナゾール汚染下で細菌群集構造を改善することにより土壌の健康を回復できることを強く裏付けました。

実験（シーケンス関連）

グループ分け: CK: 自然土壌。T: テブコナゾールを添加した土壌。S: テブコナゾールを含む遊離株 WZ-2 の土壌。BC: テブコナゾールにはバイオ炭を含む土壌が含まれていました。BCS: バイオ炭が固定化された WZ-2 を含むテブコナゾール含有土壌。

サンプリング: 16S rDNA プライマーによって増幅された全土壌 DNA 抽出
27F (5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3') および 1492R (5'-GGTTACCTTGTTACGA)、全長 16S rDNA を表す

シーケンスプラットフォーム: PacBio RS II

シーケンス戦略: CCS HIFI リード

データ分析：BMKクラウドバイオインフォマティックプラットフォームにより、金魚は魚の生理学と進化のための優れた遺伝モデルシステムになります。

結果

土壌微生物群集の構造は、16S rDNA 配列決定によって決定されました。Chao1、Ace、Shannon、Simpson インデックスを含む OTU の豊富さとアルファ多様性インデックスを評価して、各システムの種の多様性を明らかにしました。60 日間の培養後、すべての指数は同様の傾向を示しました。つまり、テブコナゾールは土壌の種の豊富さと多様性の減少を引き起こす可能性があります。しかし、WZ-2株を添加することにより、土壌細菌群集は豊かさと多様性の両方の点で部分的に回復しました。BC、BCS、CK の間では限定的な差異が観察され、バイオ炭およびバイオ炭固定化 WZ-2 が土壌の生物学的健康を効果的に回復できることが示されました。

この研究では、グループ間のベータ多様性を示すために、算術平均による非加重ペアグループ法 (UPGMA) が適用されました。次の図に示すように、BC、BSC、および CK はグループ T および S と比較して微生物組成のより類似したパターンを共有しており、これはさらに、テブコナゾール汚染土壌バイオレメディエーションにおけるバイオ炭の導入が土壌中の微生物群集の回復を大幅に促進できることを示しています。