产多胺细菌调控根际细菌群落阻控小麦Cd吸收效应

土壤中的一些功能微生物能够通过吸附和沉淀等作用固定重金属,降低其有效态含量,从而阻控作物对重金属的吸收,在中轻度重金属超标农田钝化修复中发挥着重要作用.通过盆栽试验,借助高通量测序技术研究外源产多胺细菌Bacillus sp.N3的接种对小麦Cd吸收和根际土壤细菌群落组成和功能的影响.结果 表明,与不接菌对照相比,菌株N3能够显著降低小麦籽粒中Cd(64.7％)和根际土壤DTPA-Cd(50.1％)的质量分数,提高根际土壤pH值(由6.84升高到6.97)和多胺的含量.高通量测序结果表明,菌株N3的接种降低了小麦根际土壤细菌群落的多样性,但是提高了β-Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes的相对丰度.与此同时,菌株N3显著提高了小麦根际土壤中具有重金属固定和植物促生能力的菌属的相对丰度(主要为:Bacillus、Arthrobacter、Brevundimonas、Ensifer、Pedobacter、Rhizobium、Pseudomonas、Enterobacter和Serratia).PICRUSt功能预测表明,菌株N3显著提高了小麦根际土壤中参与抗氧化能力、激素合成和硫代谢的基因拷贝数.以上结果表明,产多胺细菌N3通过提高小麦根际土壤的pH值、多胺含量、具有重金属固定或者植物促生细菌等功能菌株和参与抗氧化能力、激素合成和硫代谢等代谢途径的细菌群落丰度来降低根际土壤中DTPA-Cd的含量,进而阻控了小麦对Cd的吸收.结果 可为重金属超标农田修复和保障小麦安全生产提供理论依据和技术支撑.