洪志鋒,張旎晨,阿 丹,仇榮亮,,林慶祺,倪卓彪,晁元卿,5**

共代謝作用下蘆葦根際細菌多樣性與群落組成

洪志鋒1,張旎晨1,阿 丹2*,仇榮亮1,3,4,林慶祺3,4,倪卓彪3,4,晁元卿1,5**

(1.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510006；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,廣東省普通高校農(nóng)業(yè)產(chǎn)地污染綜合防治工程技術(shù)研究中心,廣東 廣州 510225；3.嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室,廣東 廣州 510642；4.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理與環(huán)境安全重點實驗室,廣東 廣州 510642；5.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東省環(huán)境污染控制與修復(fù)技術(shù)重點實驗室,廣東 廣州 510006.)

以對羥基苯甲酸(PHA)、對香豆酸(PCA)、咖啡酸(CA)和阿魏酸(FA)為代表性酚類根系分泌物(PREs),以對叔丁基苯酚(PTBP)作為典型烷基酚、以常見濕地植物蘆葦為受試植物,結(jié)合高通量測序和生物信息學(xué)分析,研究PREs-PTBP交互作用下蘆葦根際細菌多樣性與群落組成的變化規(guī)律.結(jié)果表明,所有PREs均能有效提高根際細菌活性和有機碳降解,但只有單酚PREs(PHA、PCA、FA)可以促進PTBP的生物降解,而多酚PREs(CA)則不能.一方面,PREs作為碳源可以決定根際優(yōu)勢菌門,如變形菌門(Proteobacteria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)等碳源利用能力較強的菌種在PREs組種豐度升高,平均占比分別增加了15.34%和4.73%;而放線菌門(Actinobacteria)和厚壁菌門(Firmicutes)等解毒能力或耐受性較強的菌種在空白組豐度升高,平均占比分別增加了15.92%和9.99%.另一方面,PREs功能結(jié)構(gòu)還可以決定根際功能菌屬,如單酚PREs(PHA、PCA、FA)可以富集PTBP等單酚降解相關(guān)的假單胞菌屬(),占比可達1.45%～4.02%;而多酚PREs(CA)能夠富集多酚降解相關(guān)的新鞘氨醇菌(),占比可達3.71%.此外,PREs的結(jié)構(gòu)越簡單越有利于擴增序列變體(ASVs)的富集,PREs間的結(jié)構(gòu)越相近則ASVs的種類越相似.不同處理組植物根際細菌群落的存在不是隨機發(fā)生的,而是植物根系通過釋放分泌物對根際微生物組的定向選擇.

酚類根系分泌物；對叔丁基苯酚；蘆葦；根際細菌；多樣性；群落組成

烷基酚是一種典型的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,具有雌激素活性、生物富集性和生物毒性[1-2].烷基酚作為持久性有機污染物在環(huán)境中難以正常生物降解,其有效降解依賴于微生物共代謝[3].常用的共代謝底物主要有易被微生物利用的營養(yǎng)物質(zhì)、以及與目標(biāo)污染物化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的中間代謝產(chǎn)物.相較于特異性差、易二次污染的上述共代謝底物,根系分泌物是植物生成的天然成分,可以促進微生物生長、提高生物酶活性,從而增強有機污染物的分解與礦化[4-5].

酚類根系分泌物(PREs)可以有效促進烷基酚等芳香族化合物的生物降解[6-8].PREs具有與目標(biāo)污染物相似的苯環(huán)結(jié)構(gòu)易實現(xiàn)特異性降解,是植物天然成分,易被微生物直接利用.前期研究發(fā)現(xiàn),濕地植物蘆葦可以通過釋放PREs來提高烷基酚降解菌的代謝活性[9],且不同功能結(jié)構(gòu)PREs影響下烷基酚的降解速率也有所差異[10].然而,在該共代謝系統(tǒng)中,微生物群落面對烷基酚脅迫及PREs介導(dǎo)如何響應(yīng),微生物群落結(jié)構(gòu)變化如何影響烷基酚的共代謝降解均尚不清晰.

針對上述問題,本文以不同功能結(jié)構(gòu)PREs為共代謝底物[11],對叔丁基苯酚(PTBP)為典型烷基酚、以常見濕地植物蘆葦()為受試植物,通過化學(xué)分析、高通量測序、生物信息學(xué)分析等方法,分析PREs-PTBP交互作用下蘆葦根際微生物群落結(jié)構(gòu)變化及響應(yīng)機制,以期從分子水平上解釋PREs功能結(jié)構(gòu)、微生物群落演替、烷基酚降解途徑三者間的內(nèi)在聯(lián)系.

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計

蘆葦幼苗(重量為6.2～8.6g,高度為17.1～19.1cm)購自當(dāng)?shù)貓@圃,在使用前先用自來水沖洗干凈附著土壤,再用超純水潤洗.實驗過程中,將蘆葦幼苗暴露在含有10mg/L PTBP的300mL Hoagland無機營養(yǎng)液中進行完全水培.本實驗共設(shè)有5組處理,每組處理添加不同PREs,并設(shè)有3個平行.其中,處理①中添加50mg/L對羥基苯甲酸(PHA組),處理②中添加50mg/L對香豆酸(PCA組),處理③中添加50mg·L-1咖啡酸(CA組),處理④中添加50mg/L阿魏酸(FA組),處理⑤中不添加任何PREs作為空白對照(CK組).為提供適宜植物和微生物生長的環(huán)境,所有實驗處理置于人工氣候室中培養(yǎng),溫度為25 ℃、濕度為70%、光強為8000lx、光照時間為12h/d.

Hoagland無機營養(yǎng)液[14]的配方為: 36.1mg/L KNO3、293mg/L K2SO4、3.87mg/L NaH2PO4、103mg/L MgSO4·7H2O、147mg/L CaCl2·2H2O、3.33mg/L FeSO4·7H2O、0.95mg/L H3BO3、0.39mg/L MnCl2·4H2O、0.03mg/L CuSO4·5H2O、0.08mg/L ZuSO4·7H2O、0.254mg/L H2MoO4·H2O、pH 7.0.

1.2 采樣與分析方法

實驗開始后,分別在第0,2,4,6,8,10,12,14,16d連續(xù)采集各處理中蘆葦根際水樣,用于PTBP(LC-10A series,日本島津)和總有機碳(TOC;TOC-VCPH,日本島津)定量.實驗結(jié)束后,采集各處理中蘆葦根系樣品,用于根際細菌的豐度、多樣性及群落組成分析(16S rRNA基因測序).

1.3 DNA提取、16S rRNA擴增和高通量測序

采集不同處理組的樣品共計15個,用Power SoilDNA Isolation Kit試劑盒(MoBio Laboratories, USA)提取水樣中的DNA,用Nano Drop分光光度計(Nano-100,杭州奧盛)檢測DNA的濃度和純度.用引物341F(5'-CCTAYGGGRBGCASCAG-3')和806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3')擴增細菌16S RNA序列的V3-V4區(qū).PCR反應(yīng)體系為50μL, 2xPremix Taq 25μL,341F/806R引物各1μL,DNA 3μL,Nuclease-free water 20μL,反應(yīng)條件為:98℃預(yù)變性1min,98℃變性10s,50℃退火30s,72℃延伸30s,共30個循環(huán),再在72℃下延伸5min,最后保存在4℃條件下.最后使用Illumina Hiseq 2500平臺進行測序(北京百邁客生物科技有限公司).

1.4 序列預(yù)處理和生物信息學(xué)分析

使用FLASH v1.2.7軟件,通過overlap將每個樣品的雙端序列數(shù)據(jù)拼成一條序列.生物信息學(xué)分析使用QIIME2(2019.07)平臺,拼接好的序列通過DADA2(q2-dada2)降噪質(zhì)控得到單核苷酸精度的擴增序列變體(ASVs),15個樣品得到858649條ASV,平均每個樣品得到的ASV為57243條.利用“q2- diversity”插件分析不同樣品的Alpha多樣性(observed_otus指數(shù)和Shannon指數(shù))和β-多樣性(基于加權(quán)UniFrac距離和非加權(quán)的UniFrac距離矩陣).利用主坐標(biāo)分析法(PCoA)可視化分析考察樣品β-多樣性的聚類特征.使用“q2-feature-classifier”插件,比對Silva數(shù)據(jù)庫進行物種分類注釋,并去除掉注釋為線粒體、葉綠體、真核生物域和未知域序列的序列.

1.5 數(shù)理分析

污染物去除速率常數(shù)(,d-1)和去除負(fù)荷(RL, mg/d)的計算公式如下.其中,t為時間水樣中污染物的濃度,mg/L;為水樣的體積,L.

2 結(jié)果與討論

2.1 PREs影響下PTBP與TOC的去除

如表1所示TOC的去除速率常數(shù)和去除負(fù)荷均在PCA組和CA組(0.37～0.50d-1和0.38～0.47mg/d)中明顯高于CK組(0d-1和0.01mg/d) (<0.05),而在PHA組和FA組(0.25～0.27d-1和0.26～0.28mg/d)中略高于CK組(>0.05).各實驗處理中的碳源主要來自外援添加的PREs和PTBP,雖然PREs的存在會提高TOC的初始濃度,但同時也為根際微生物提供了充足的碳源,從而促進微生物種群生長及改善微生物群落結(jié)構(gòu).

表1還顯示了不同PREs處理下PTBP的去除速率常數(shù)和去除負(fù)荷. PTBP的去除速率常數(shù)和去除負(fù)荷均在PCA組(0.57d-1和0.46mg/L)中顯著高于CK組和CA組(0.39～0.44d-1和0.31～0.35mg/d) (<0.05),而在PHA組和FA組(0.50～0.51d-1和0.41mg/d)中略高于CK組和CA組(>0.05).這表明單酚PREs(PHA、PCA、FA)有利于PTBP的生物降解,尤其是PCA,而多酚PREs(CA)則對PTBP的降解過程沒有明顯作用,可見與目標(biāo)污染物相似的單酚結(jié)構(gòu)是促進PTBP生物降解的關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu).而這種關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu)很可能誘發(fā)了根際微生物群落結(jié)構(gòu)的變化,從而介導(dǎo)了PTBP的降解速率.

表1 TOC和PTBP的去除速率常數(shù)(k)和去除負(fù)荷(RL)

注:同一指標(biāo)下不同字母表示不同PREs處理間存在顯著性差異(<0.05).

2.2 PREs-PTBP交互作用下根際微生物群落的結(jié)構(gòu)變化及影響機制

2.2.1 根際微生物群落結(jié)構(gòu)的Alpha多樣性分析 Alpha多樣性采用observed_otus指數(shù)(圖1a)和Shannon指數(shù)(圖1b)衡量,數(shù)值越高表明微生物群落的豐富度和多樣性越高.在PHA組、PCA組和CA組(917～1318)中observed_otus指數(shù)明顯高于CK組(357);而在CA組(8.915)中Shannon指數(shù)顯著高于CK組(7.032).可見,PREs不但提高了根際細菌群落的物種豐富度還增加了其物種多樣性,這得益于外源添加PREs增加了能有效被微生物利用的碳源,從而促進了根際細菌的生長和活性,豐富了根際細菌的物種數(shù)量與種類.其他研究也有報道通過添加有機肥、生物炭等可利用碳源,提高了細菌群落的多樣性[12-13].

上述現(xiàn)象還受到PREs功能結(jié)構(gòu)的限制,例如CA能有效促進根際細菌的豐富度和多樣性(圖1),但在CA組中PTBP的降解速率和負(fù)荷卻明顯低于其他處理組(表1).由此可見,雖然多酚PREs(CA)可以有效提高根際細菌整體的數(shù)量與種類[14-15],但并不能增強PTBP相關(guān)降解菌的活性,因此不能促進PTBP的降解.相應(yīng)的,單酚PREs(PHA、PCA、FA)雖然對微生物的富集效果與CA相比不顯著,但可以強化根際細菌對單酚類化合物的利用能力,從而加快了同為單酚結(jié)構(gòu)的PTBP的生物降解(表1).

2.2.2 根際微生物群落結(jié)構(gòu)的Beta多樣性分析 Beta多樣性分析使用QIIME2(2019.07),先計算加權(quán)Unifrac距離和非加權(quán)Unifrac距離,并使用PCoA分析對矩陣進行可視化(圖2),同時利用PERMANOVA多因素方差分析探究不同因素對Beta多樣性的顯著性.結(jié)果顯示,不同PREs處理下蘆葦根系樣品在PCoA圖中具有明顯的成簇聚集現(xiàn)象(Weighted-Matrix距離矩:2=0.571,<0.01; Unweighted-Matrix距離矩:2= 0.381,<0.01).該結(jié)果表明不同PREs處理對樣品中細菌群落的Beta多樣性具有顯著影響,且PREs組(PHA組、PCA組、CA組、FA組)與CK組之間的菌群結(jié)構(gòu)差異相對較大;而在各PREs處理組之間,長鏈PREs組(PCA組、CA組、FA組)與短鏈PREs組(PHA組)的菌群結(jié)構(gòu)差異較大.

圖1 不同PREs處理下根際細菌群落的Alpha多樣性分析

2.2.3 根際微生物群落物種分析 根際細菌門水平分析結(jié)果顯示(圖3),檢測到的優(yōu)勢菌門有變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、疣微菌門(Verrucomicrobia),平均占比分別為35.82%～56.65%、14.19%～21.63%、6.06%～12.73%;而放線菌門(Actinobacteria)和厚壁菌門(Firmicutes)的平均占比也分別達到2.10%～21.74%和0.60%～12.80%.這些都是常見的濕地植物根際細菌優(yōu)勢種群[16-19].通過比較PREs組(PHA組、PCA組、CA組、FA組)和CK組的優(yōu)勢門組成,發(fā)現(xiàn)蘆葦根際細菌群落在物種豐度分布上有所不同(圖3).其中,PREs處理組中變形菌門、擬桿菌門、疣微菌門的平均占比分別增加了15.34%、4.73%、4.13%;而放線菌門、厚壁菌門的平均占比依次縮減了15.92%、9.99%;且這種趨勢在長鏈PREs組(PCA組、CA組、FA組)中更為突出.變形菌門和擬桿菌門常被發(fā)現(xiàn)于高碳源土壤中,被認(rèn)為是能夠有效利用植物碳源的菌種[20],PREs的添加帶來了更多的營養(yǎng)和能源,從而促進了它們的生長.與此相對應(yīng)的是,CK組由于無外援PREs的添加缺乏充足的碳源,環(huán)境條件并不利于微生物的生長,為了抵御PTBP的脅迫,具有強大生物解毒能力的放線菌門大量繁殖并占據(jù)優(yōu)勢[21-22].周雅心等[13]在稻田土壤細菌群落的研究中也有相似的發(fā)現(xiàn),由于施加爐渣和生物炭引起微生物生長環(huán)境的變化,一部分微生物的生長受到抑制,而另一部分微生物的生長受到促進,且在本研究中,有益微生物的促進作用更為顯著.

圖2 不同PREs處理下根際細菌群落的PCoA分析

圖3 根際細菌群落優(yōu)勢門分布

在屬水平上對根際細菌的物種分布進行分析,選取每個樣本中豐度前10的屬進行分析,對數(shù)據(jù)進行均一化后制作熱圖,熱圖左側(cè)為基于各物種的DNA序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹,結(jié)果如圖4所示.不同功能結(jié)構(gòu)PREs可以促進對應(yīng)降解功能菌種的生長.一方面,假單胞菌()已被證實是一種烷基酚降解菌[23],它在單酚PREs組(PHA組、PCA組、FA組;1.45%～4.02%)中的豐度高于多酚PREs組(CA組;0.96%).據(jù)此,推測單酚PREs首先需要通過羥基化反應(yīng)進而開環(huán),因此它們的存在可以催生單酚氧化降解相關(guān)菌群(如假單胞菌),而這種特性同樣適用于單酚結(jié)構(gòu)的PTBP的生物降解(表1),因而促進了單酚類化合物的PREs及PTBP的共代謝作用.潘聲旺等[24]研究了蘇丹草根系分泌物對有機氯農(nóng)藥降解的促進作用,也發(fā)現(xiàn)假單胞菌()對有機氯有降解作用,且根系分泌物的存在改變了細菌、真菌的種群數(shù)量及其群落結(jié)構(gòu),從而影響了有機氯農(nóng)藥的降解速率,這與本研究結(jié)果一致.另一方面,能夠促進雙酚A降解的新鞘氨醇菌[25]()的情況則剛好相反,它在多酚PREs組(CA組;3.71%)中的豐度高于單酚PREs組(PHA組、PCA組、FA組;1.24%～2.05%).可見,多酚PREs很可能有助于富集生成多酚氧化降解相關(guān)菌群(如新鞘氨醇菌),而這種特性并不適用于單酚結(jié)構(gòu)的目標(biāo)污染物PTBP,因此雖然CA可以提高根際細菌種群數(shù)(圖1),但并不能促進PTBP的分解作用(表1).

圖4 根際細菌群落優(yōu)勢屬熱圖

2.2.4 根際微生物特異性富集菌群 為了探究不同PREs對細菌群落的影響,進一步明晰不同處理組之間核心菌群的差異,利用線性模型鑒定了相較于無添加空白組(CK組),不同PREs根際顯著富集(<0.05)的細菌菌群.本研究將不同PREs水平下樣品中富集的細菌菌群分為四類:對羥基苯甲酸富集的菌群(PHA_ASVs),對香豆酸富集的菌群(PCA_ ASVs),咖啡酸富集的菌群(CA_ASVs),阿魏酸富集的菌群(FA_ASVs),分析結(jié)果如圖5所示.通過與CK組比較發(fā)現(xiàn),短鏈且單取代基的PHA組中顯著富集的ASVs最多(226個),其次是長鏈且單取代基的PCA組(81個),最后是長鏈且雙取代基CA組和FA組(46～47個).可見,PREs的結(jié)構(gòu)越簡單,越有利于ASVs的富集.通過PREs組間比較發(fā)現(xiàn),單取代基的PHA組和PCA組的共同富集菌群最多(140個),雙取代基的CA組和FA組的共同富集菌群次之(16個),而CA組和PHA組或PCA組的共同富集菌群最少(4個).說明,PREs的結(jié)構(gòu)越相近,ASVs的種類越相似.

通過圖5還可以看出,PHA_ASVs和PCA_ ASVs的優(yōu)勢菌門分布相似,且種類最多,以變形菌門(Proteobacteria),擬桿菌門(Bacteroidetes),厚壁菌門(Firmicutes)為主要菌群.雖然FA_ASVs和FA_ ASVs的優(yōu)勢菌門分布也相似,以變形菌門(Proteobacteria),疣微菌門(Verrucomicrobia),擬桿菌門(Bacteroidetes)為主要菌群,但是FA_ASVs的種類更為豐富,例如FA_ASVs具有CA_ASVs沒有的厚壁菌門(Firmicutes)和放線菌門(Actinobacteria).因此,不同處理組植物根際微生物群落的存在不是隨機發(fā)生的,而是植物通過釋放PREs等根系分泌物對根際微生物組的定向選擇[24].

圖5 不同處理組中特異性富集菌屬

橫坐標(biāo)logFC用于衡量基因表達上下調(diào),縱坐標(biāo)logCPM用于衡量基因的表達量

綜上可得,通過外源添加PREs可有效提高TOC的去除效率,PREs作為根際細菌的重要碳源來源,可以有效促進菌群生長、提高優(yōu)勢菌豐度,進而改善碳利用潛能.不同PREs化學(xué)結(jié)構(gòu)影響下PTBP的降解速率出現(xiàn)差異,表明PREs功能結(jié)構(gòu)是誘導(dǎo)PTBP降解相關(guān)功能菌群的關(guān)鍵,從而增強PTBP共代謝能力;相應(yīng)的,不同PREs化學(xué)結(jié)構(gòu)影響下根際細菌群落組成也發(fā)生變化,例如PREs的結(jié)構(gòu)越簡單則ASVs的富集越明顯,PREs的結(jié)構(gòu)越相近則ASVs的種類越相似.其中,具有多酚結(jié)構(gòu)的PREs(CA)雖然可以顯著促進根際細菌的生長和活性,同時提高多酚氧化相關(guān)降解菌(如新鞘氨醇菌)豐度,但多酚功能菌并不參與單酚污染物PTBP的代謝過程,因此不能促進PTBP的生物降解;而具有單酚結(jié)構(gòu)的PREs(PHA、PCA、FA)雖然對根際細菌的活化能力不如CA,但可以提高單酚氧化降解相關(guān)菌(如假單胞菌)豐度,通過釋放非特異性酶催化單酚化合物(單酚PREs和PTBP)分解,從而實現(xiàn)PTBP的共代謝降解.可見,正是根系分泌物的不同影響了根際細菌群落的定殖[26-27],而不同降解菌又選擇了有機物的不同代謝方式,進而決定了污染物的不同降解行為.

3 結(jié)論

3.1 PREs的添加促進了根際細菌的豐度和多樣性,并增強了TOC的去除效果,其中單酚PREs(PHA、PCA、FA)可以加速PTBP的生物降解,而多酚PREs(CA)則不能,這些現(xiàn)象與PREs-PTBP交互作用下根際細菌群落結(jié)構(gòu)變化息息相關(guān).

3.2 在門水平上,PREs作為碳源是決定根際優(yōu)勢菌的主要因素,在PREs處理組中變形菌、擬桿菌等碳源利用能力較強的菌種平均占比增加了15.34%和4.73%;而在CK組中放線菌、厚壁菌等耐受或解毒能力較強的菌種平均占比增加了15.92%和9.99%.

3.3 在屬水平上,PREs功能結(jié)構(gòu)是決定根際功能菌種的主要因素,單酚PREs組中PTBP等單酚降解相關(guān)的假單胞菌豐度較高,占比可達1.45%～4.02%;而多酚PREs組中多酚降解相關(guān)的新鞘氨醇菌豐度較高,占比可達3.71%.

3.4 PREs的結(jié)構(gòu)越簡單越有利于ASVs的富集,PREs間的結(jié)構(gòu)越相近ASVs的種類越相似,不同處理組植物根際細菌群落的存在不是隨機發(fā)生的,而是植物根系通過釋放PREs等分泌物對根際微生物組的定向選擇.

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Bacterial diversity and community composition in therhizosphere by cometabolism.

HONG Zhi-feng1, ZHANG Ni-chen1, A Dan2*, QIU Rong-liang1,3,4, LIN Qing-qi3,4, NI Zhuo-biao3,4, CHAO Yuan-qing1,5**

(1.School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006,China；2.Engineering and Technology Research Center for Agricultural Land Pollution Integrated Prevention and Control of Guangdong Higher Education Institutes, College of Resources and Environment, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China；3.Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture, Guangzhou 510642, China；4.Guangdong Provincial Key Laboratory of Agricultural & Rural Pollution Abatement and Environmental Safety, College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China；5. Guangdong Provincial Key Laboratory for Environmental Pollution Control and Remediation Technology, School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006,China)., 2022,42(4)：1812～1818

-hydroxybenzoic acid (PHA),-coumaric acid (PCA), caffeic acid (CA), and ferulic acid (FA) were selected as the representative phenolic root exudates (PREs),--butylphenol (PTBP) was chosen as the typical alkylphenol, and common reed () was used as the test plant. High-throughput sequencing and bioinformatics analyses were applied to investigate the variation of bacterial diversity and community by PRE-PTBP interaction inrhizosphere. PREs could effectively improve the rhizosphere bacterial activity and accelerate the organic carbon degradation. However, the PTBP biodegradation could be promoted by monophenol PREs (PHA, PCA and FA), but not by polyphenol PREs (CA). On the one hand, PREs could decide the dominant bacterial phyla as carbon source: Proteobacteria and Bacteroidetes with high carbon source utilization ability increased by 15.34% and 4.73% in +PRE treatments, respectively; whereas Actinobacteria and Firmicutes with better detoxification/tolerance capacity increased by 15.92% and 9.99% in -PRE treatments, respectively. On the other hand, the functional structure of PREs could determine the functional bacterial genus: monophenol PREs (PHA, PCA and FA) are conducive to enrich monophenol-degrading bacteria, like, accounting for 1.45%～4.02%; polyphenol PREs (CA) are favored to increase the abundance of polyphenol-degrading bacteria, like, accounting for 3.71%. Furthermore, simple structure of PREs is beneficial for the enrichment of ASVs. The closer the PRE structure are, the more similar the ASV species will be. The community composition of rhizosphere bacteria in different treatments is not a random phenomenon, but a directional adjustment of rhizosphere microbiome by exudates released from plants.

phenolic root exudate；--butylphenol；；rhizosphere bacteria；diversity；community structure

X172

A

1000-6923(2022)04-1812-07

洪志鋒(1994-),男,福建漳州人,中山大學(xué)碩士研究生,主要研究方向為環(huán)境微生物學(xué).發(fā)表論文1篇.

2021-09-23

國家自然科學(xué)基金資助項目(4207070035,41907293);廣東省自然科學(xué)基金資助項目(2019A1515012217)

*責(zé)任作者, 副教授, adan@zhku.edu.cn; ** 副教授, chaoyuanq@mail.sysu.edu.cn