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Jul 03, 2023

원생동물 추가가 바실러스 접종제의 생존 가능성과 토양 미생물군유전체 역학에 미치는 영향

ISME Communications 2권, 기사 번호: 82(2022) 이 기사 인용 2262 액세스 3 인용 2 Altmetric Metrics 세부 정보 원생생물이 박테리아 세포를 선택적으로 포식하는 것은 중요합니다.

ISME 커뮤니케이션 2권, 기사 번호: 82(2022) 이 기사 인용

2262 액세스

3 인용

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

원생동물의 박테리아 세포에 대한 선택적 포식은 토양 미생물군집의 중요한 조절자이며, 이는 토양에서 박테리아 방출의 성공에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 유입된 박테리아의 생존과 활동은 거주 지역사회나 접종원에 대한 선택적 방목에 의해 영향을 받을 수 있지만 이에 대한 이해는 여전히 부족합니다. 여기에서 우리는 두 가지 원생동물인 Rosculus terrestris ECOP02 및/또는 Cerocomonas lenta ECOP01의 토양 도입이 접종제 Bacillus mycoides M2E15(BM) 또는 B. pumilus ECOB02(BP)의 생존에 미치는 영향을 조사했습니다. 우리는 또한 원생동물 첨가 유무에 관계없이 박테리아 접종이 토착 토양 박테리아 및 원생생물 공동체의 풍부함과 다양성에 미치는 영향을 평가했습니다. 두 원생동물을 모두 추가하면 BM의 생존이 감소하는 반면, 이들의 존재는 반대로 BP의 풍부함을 증가시켰습니다. 원생동물의 선택적 포식은 토양 미생물군집 구조와 전체 박테리아 풍부도를 수정하여 이러한 박테리아 접종제의 확립을 관리합니다. BP 실험에서 도입된 원생동물의 존재는 토양 군집 구조를 변경하고 실험이 끝날 때 토양 박테리아 풍부도를 감소시켜 침입자 생존에 유리하게 작용했습니다. 한편, 도입된 원생동물은 BM 실험에서 토양 군집 구조를 수정하지 않았으며 총 토양 세균 풍부도에 대한 BM + 원생동물 접종원의 효과를 감소시켰습니다. 우리의 연구는 추가된 원생동물이 박테리아 접종제를 우선적으로 먹지 않는다면 그들의 약탈적 행동을 사용하여 토양 미생물 군집을 조종하여 상주하는 토양 미생물 군집과의 자원 경쟁을 줄임으로써 박테리아 접종의 성공을 향상시킬 수 있다는 견해를 강화합니다.

현재 세계 인구가 2050년에 98억 명에 이를 수 있기 때문에 세계 식량 수요는 곧 세계 작물 생산량을 앞지르게 될 것입니다[2]. 식량 생산 증가는 주로 농업 집약화를 통해 이루어졌으며, 이로 인해 많은 환경 문제가 발생했습니다[3]. 현재 농업 관행이 환경에 미치는 영향에 대응하기 위해 여러 국가에서는 비료와 살충제에 대한 작물 의존도를 줄여 작물 생산성을 높이기 위해 미생물 접종제 개발에 투자하고 있습니다[4]. 그러나 성공적인 현장 적용을 위해 미생물 접종제를 맞춤화하는 것은 여전히 ​​매우 어려운 일입니다. 한 가지 주요 제한 사항은 많은 접종원이 도입 후 높은 개체군 밀도를 유지할 수 없다는 점입니다[8]. 이는 토양 미생물군집의 강렬한 비생물학적 및 생물적 역압을 깨야 하기 때문입니다[9, 10]. 이러한 역압을 유발하는 메커니즘은 종종 자원 경쟁과 적대감으로 설명되며, 이는 접종물의 낮은 생존 가능성을 초래합니다[11,12,13]. 그러나 파지 및 원생생물 활동과 같이 토양 내 박테리아 밀도를 제어하는 ​​다른 메커니즘은 유입 및 상주 박테리아에 영향을 미칠 수 있으며 잠재적으로 도입된 미생물의 운명에 영향을 미칠 수 있습니다. 원생동물(종속 영양 원생 생물로 정의됨)에 의한 포식은 토양 미생물군집의 구조와 기능을 조종하는 "하향식" 조절자로 인식되어 왔지만[14, 15], 이 측면은 토양 내 미생물 접종원의 운명에 관한 연구에 거의 포함되지 않습니다. .

최근 원생동물을 단독으로 또는 세균 접종제와 병행하여 접종제로 사용하는 것이 여러 목적으로 제안되었습니다. 첫째, 원생동물의 세균성 특징은 영양분 방출로 이어질 수 있는데, 이는 원생동물의 C:N 비율이 종종 박테리아 먹이의 비율보다 높기 때문입니다[16]. 근권에서 원생동물은 영양분의 무기화를 촉진하여 식물에 유익을 줍니다[17]. 더욱이, 원생동물은 식물 병원체를 포식하고[18] 살균 특성을 지닌 세포외 화합물을 분비하기 때문에 생물학적 방제제 역할을 할 수도 있습니다[19]. 또한 식물 면역력과 호르몬 균형을 향상시킬 수 있습니다 [20, 21].