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综述:古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中微生物的氮源偏好与群落构建机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月02日 来源:Applied Radiation and Isotopes 1.8
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这篇综述创新性地开发了原位丝裂霉素C(MMC)诱导实验,揭示了温和噬菌体(temperate phages)通过溶原-裂解转换调控土壤微生物群落动态的机制。研究发现0.1 μg/mL MMC能高效诱导前噬菌体(prophage)激活,显著改变细菌群落组成,并干扰碳氮循环(C/N cycling),为理解病毒在陆地生态系统中的调控功能提供了新范式。
细菌菌株与环境样品采集
研究选取了11株代表性细菌菌株,涵盖拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Bacillota)等主要类群,结合古尔班通古特沙漠的土壤样品,构建了微生物-噬菌体互作研究体系。
MMC浓度梯度下的细菌生长动态
通过5个MMC浓度梯度(0-1 μg/mL)实验发现,0.1 μg/mL能平衡诱导效率与细胞毒性。典型菌株如假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在0.5 μg/mL时生长抑制率达78%,而链霉菌(Rhodococcus sp.)表现出更强的耐药性。
讨论
温和噬菌体的溶原-裂解转换通过"病毒分流"效应释放宿主细胞内的有机质和无机营养,显著影响氮矿化过程。低剂量MMC(0.1 μg/mL)使土壤NH4+-N含量降低34%,而高剂量(1 μg/mL)导致CO2排放量减少62%,证实噬菌体激活对微生物呼吸的级联效应。
结论
该研究建立了土壤原位噬菌体诱导的技术标准,揭示前噬菌体是微生物群落结构和功能变动的"生态开关"。溶原性细菌携带的AMGs(如氮代谢相关基因)可能在环境胁迫下通过裂解释放,成为微生物适应策略的关键元件。
技术亮点
创新性地采用完整土壤微宇宙(microcosm)体系,克服传统浆液培养法对土壤结构的破坏。通过qPCR定量裂解标志基因(如尾丝蛋白基因),实现噬菌体活性的原位追踪。
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