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Jul 03, 2023

原生動物の添加がバチルス接種菌の生存率と土壌微生物叢の動態に及ぼす影響

ISME Communications volume 2、記事番号: 82 (2022) この記事を引用する 2262 アクセス数 3 引用数 2 Altmetric Metrics の詳細 原生生物による細菌細胞の選択的捕食は重要です

ISME Communications volume 2、記事番号: 82 (2022) この記事を引用

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2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

原生生物による細菌細胞の選択的捕食は、土壌マイクロバイオームの重要な調節因子であり、土壌への細菌放出の成功に影響を与える可能性があります。 例えば、移入された細菌の生存と活性は、住民コミュニティまたは接種材料への選択的な放牧によって影響を受ける可能性がありますが、これについてはまだ十分に理解されていません。 ここでは、2 つの原生動物種、Rosculus terrestris ECOP02 および/または Cerocomonas lenta ECOP01 の土壌への導入が、接種材料である Bacillus mycoides M2E15 (BM) または B. pumilus ECOB02 (BP) の生存に及ぼす影響を調査しました。 また、原生動物の添加の有無にかかわらず、細菌接種が在来土壌の細菌および原生生物群集の存在量と多様性に及ぼす影響も評価しました。 両方の原生動物の添加は BM の生存を減少させましたが、それらの存在は逆に BP の存在量を増加させました。 原生生物の選択的捕食は、土壌マイクロバイオームの構造と細菌の総存在量を変更することによって、これらの細菌接種材料の確立を制御します。 BP 実験では、導入された原生動物の存在により土壌群集の構造が変化し、実験終了時には土壌細菌の存在量が減少し、侵入者の生存に有利になりました。 一方、導入された原生動物はBM実験において土壌群集構造を変化させず、土壌細菌総存在量に対するBM + 原生動物接種剤の影響を減少させた。 私たちの研究は、追加された原生動物が細菌接種材料を優先的に摂食しないことを条件として、その捕食行動を利用して土壌微生物群集を誘導し、常在土壌微生物群集との資源競争を軽減することで細菌接種の成功率を向上させることができるという見解を補強するものである。

現在の世界人口は 2050 年に 98 億人に達する可能性があるため [2]、世界の食料需要は間もなく世界の作物生産を上回るでしょう。 食料生産の増加は主に農業の集約化によって達成されており、それが多くの環境問題を引き起こしています[3]。 現在の農業慣行による環境への影響に対抗するために、いくつかの国は作物の肥料や農薬への依存を減らして作物の生産性を高めるための微生物接種剤[4]の開発に投資しています[5、6、7]。 しかし、微生物接種剤を野外適用に成功するように調整することは依然として非常に困難です。 大きな制限の 1 つは、多くの接種菌が導入後に高い個体数密度を維持できないことです [8]。これは、土壌マイクロバイオームからのしばしば激しい非生物的および生物的逆圧を突破する必要があるためです [9、10]。 この逆圧を引き起こすメカニズムは、多くの場合、資源の競争と敵対によって説明され、その結果、接種材料の生存率が低くなります[11、12、13]。 しかし、ファージや原生生物の活動など、土壌中の細菌密度を制御する他のメカニズムは、侵入細菌や常在細菌に影響を与え、導入された微生物の運命に影響を与える可能性があります。 原生動物（従属栄養性原生生物として定義される）による捕食は、土壌マイクロバイオームの構造と機能を制御する「トップダウン」の制御因子として認識されている[14、15]が、この側面が土壌中の微生物接種物質の運命に関する研究に含まれることはほとんどない。 。

最近、原生動物を接種材料として単独で、または細菌接種材料と並行して使用することが、いくつかの目的で提案されている。 まず、原生動物の C:N 比が細菌の餌食である細菌の C:N 比よりも高いことが多いため、原生動物の細菌食性の特徴により栄養素の放出が引き起こされる可能性があります [16]。 したがって、根圏では、原生動物が栄養分の石灰化を促進し、植物に利益をもたらすことができます[17]。 さらに、原虫は植物病原体を捕食し[18]、殺菌機能を持つ細胞外化合物を分泌するため[19]、生物防除剤としても機能します。 また、植物の免疫力やホルモンバランスを強化することもできます[20、21]。