文献类型： 中文期刊

作者： 李萍 ¹ ; 黄文丽 ² ; 熊川 ² ; 彭梅芳 ² ; 金鑫 ² ; 李强 ¹ ;

作者机构： 1.成都大学食品与生物工程学院

2.四川省农业科学院生物技术核技术研究所

关键词： 微小杆菌;扫描电镜;透射电镜;全基因组;重金属功能基因

期刊名称： 微生物学通报

ISSN： 0253-2654

年卷期： 2024 年 005 期

页码： 1583-1599

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【背景】一些具有金属抗性的微生物被发现能降低土壤中金属的有效性，减少金属在植物中的转运和积累，同时具有促进植物生长的作用，表现出较低的成本效益和环境生态友好性，在农业、工业和环境领域具有广阔的应用前景。【目的】分离筛选并获得耐Cd（Ⅱ）优质菌株，并对其进行生物学鉴定，分析菌株形貌及耐镉的生物学特性，进一步从基因组层面剖析菌株的分子遗传特征，初步探究其潜在功能及耐重金属Cd（Ⅱ）相关基因，并探究Cd（Ⅱ）胁迫下菌株对小麦籽粒萌发特性的影响。【方法】收集四川省德阳市磷矿、煤矿产区10余份土样，利用筛选培养基分离获得耐Cd（Ⅱ）菌株，采用扫描电镜（scanning electron microscopy, SEM）、透射电镜（transmission electron microscopy, TEM）观察其形貌特征；测定培养液OD600验证菌株耐Cd（Ⅱ）特性。基于Illumina NovaSeq和Oxford Nanopore ONT测序平台，采用全基因组测序技术进行菌株鉴定及全基因组功能分析。利用生物信息学软件对原始数据组装、功能注释，挖掘耐Cd（Ⅱ）适应机制相关基因。观察不同处理下的发芽生根率及芽根长势，研究Cd（Ⅱ）胁迫下菌株对小麦籽粒的萌发特性。【结果】分离获得一株优质耐Cd（Ⅱ）菌株，经16S rRNA基因测序和全基因测序鉴定为Exiguobacterium acetylicum，命名为TC13。菌株TC13全基因组序列组装得到1个染色体和1个环状质粒，大小分别为3 192 165 bp和167 401 bp;G+C含量分别为46.62%和44.63%；分别包含3 231个和154个DNA编码序列，染色体同时包含54个ncRNA。功能基因数据库比对结果发现菌种中多个基因涉及重金属转运、外排及应激响应等生物学过程，这可能与其耐Cd（Ⅱ）特性有关。菌株对镉胁迫下小麦籽粒萌发率及长势特性具有显著提升作用。【结论】本研究通过全基因组测序探究了E. acetylicum TC13的基因结构，丰富了同属种菌株遗传学信息，解析了Cd（Ⅱ）耐受的相关基因，证实了菌株TC13对Cd（Ⅱ）胁迫下小麦籽粒生长的促进作用，这表明菌株TC13在土壤修复及促生中具有潜在的应用前景。