| 罗丽珊,范紫岩,刘奇珍,袁杰,廖佳源,潘安操,冯英.根际Cr（Ⅵ）降解菌群的定向驯化及组成变化研究[J].农业环境科学学报,2026,45(3):643-654. |
| 根际Cr（Ⅵ）降解菌群的定向驯化及组成变化研究 |
| Targeted acclimation and community dynamics of Cr（Ⅵ）-degrading microbial consortia from rhizosphere |
| 投稿时间：2025-03-14 |
| DOI：10.11654/jaes.2025-0250 |
| 中文关键词: 人工选择 合成群落 生物修复 农田土壤 重金属 |
| 英文关键词: artificial selection synthetic community bioremediation agricultural soil heavy metals |
| 基金项目:国家自然科学基金（42277002）；浙江省重点研发“尖兵计划”子课题（2023C02002-1） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 罗丽珊 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | | | 范紫岩 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | | | 刘奇珍 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | | | 袁杰 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | | | 廖佳源 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | | | 潘安操 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | | | 冯英 | 浙江大学环境与资源学院, 土壤污染防治与安全全国重点实验室, 浙江 杭州 310058 | yfeng@zju.edu.cn |
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| 中文摘要: |
| 为探究定向驯化方式对群落污染物降解能力以及组成动态变化的影响，本研究从低铬（Cr）污染大豆根际土壤中获得菌群DDⅡ，通过倍增液体培养基中Cr （Ⅵ）浓度（25、50、100、200 mg·L-1）对DDⅡ进行定向驯化，并在每次浓度倍增时进行人工选择获得不同菌群。比较不同菌群的Cr（Ⅵ）降解能力，同时通过16S rRNA研究群落组成动态变化。结果表明：获得了4个Cr （Ⅵ）浓度下降解效能最优菌群DT1~DT4，发现DT4在初始浓度为50、100 mg·L-1和200 mg·L-1时72 h Cr （Ⅵ）降解率达99.4%、55.1%和17.7%，降解率均显著高于其他菌群，显示出其在不同污染程度下的广泛应用潜力。16S rRNA分析显示，从菌群DT1到DT4的驯化过程中，Shannon指数下降73.7%，Simpson指数下降40.8%；同时沙雷氏菌属（Serratia）相对丰度由0.3%提升至68.4%，芽孢杆菌属（Bacillus）由2.4%增至17.8%，表明功能导向的人工选择驱动了核心降解功能模块的优势菌属富集。研究表明，梯度压力耦合人工选择的定向驯化策略可有效优化菌群结构与功能，从而为农田土壤Cr污染的生物修复提供了高效菌群资源和科学依据。 |
| 英文摘要: |
| To investigate the effects of directed domestication on pollutant degradation ability and dynamic changes of community composition, in this study, the microbial consortium DD Ⅱ was enriched from soybean rhizosphere soil in a mildly chromium（Cr）- contaminated farmland. Through stepwise Cr（Ⅵ）concentration gradients（25, 50, 100, and 200 mg·L-1）in liquid medium and artificial selection at each stage, four optimized consortia（DT1-DT4）were obtained. Then the Cr（Ⅵ）degradation capabilities were compared, and 16S rRNA sequencing was used to analyze dynamic shifts in community structure. Results revealed that DT4 achieved superior Cr（Ⅵ） removal efficiencies of 99.4%, 55.1%, and 17.7% at initial concentrations of 50, 100, and 200 mg·L-1 within 72 h, respectively, significantly outperforming other consortia（P<0.05）and showing broad application potential. 16S rRNA sequencing revealed a 73.7% reduction in Shannon index and a 40.8% decline in Simpson index during acclimation. Functional enrichment was observed in key taxa：the relative abundance of Serratia increased from 0.3% to 68.4%, while Bacillus rose from 2.4% to 17.8%, forming a core degradation module. These findings demonstrate that gradient pressure combined with artificial selection effectively optimizes microbial structure and function, providing efficient bacterial community resources and scientific basis for bioreremediation of farmland soil Cr pollution. |
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