Studie zeigt, dass 10 Bacillus-Stämme das antioxidative System als Reaktion auf Säurestress regulieren können

Die Versauerung des Bodens kommt in verschiedenen terrestrischen Ökosystemen häufig vor und es wurde berichtet, dass Bodenmikrobengemeinschaften sehr empfindlich auf Änderungen des pH-Werts des Bodens reagieren. Bodenmikroben könnten ihre physiologischen Bedingungen regulieren, um unter den sauren Bedingungen überleben zu können.

A Studie Erscheinen in Briefe zur Bodenökologie zeigt, dass 10 Bacillus-Stämme das antioxidative System als Reaktion auf den sinkenden pH-Wert der Umwelt unterschiedlich regulieren können und daher eine unterschiedliche Säuretoleranzkapazität aufweisen.

Das Team von Jiaen Zhang am College of Natural Resources and Environment der South China Agricultural University hat eine Reihe von Studien durchgeführt, um zu klären, wie sich saurer Regen und die daraus resultierende Bodenversauerung auf die Zusammensetzung und Funktionen der Bodenmikrobengemeinschaft auswirken würden.

In früheren Studien fanden sie heraus, dass die Bodenversauerung die Zusammensetzung und Verteilung der Bodenbiota, einschließlich mikrobieller und tierischer Gemeinschaften, stark verändern kann. Die veränderte Zusammensetzung der Bodenmikrobengemeinschaft beeinflusste folglich die mikrobentreibenden Ökosystemfunktionen wie die Zersetzung und Sequestrierung von organischem Kohlenstoff im Boden.

Sie gingen davon aus, dass unterschiedliche individuelle Reaktionen auf versauernde Umweltbedingungen die säurebedingten Veränderungen in den mikrobiellen Gemeinschaften im Boden erklären könnten. Daher führten sie eine Reihe von Inkubationsexperimenten durch, um die Säuretoleranzkapazität und die physiologische Reaktion verschiedener Mikrobenstämme auf Säurestress zu untersuchen.

In dieser Studie fanden sie heraus, dass 10 Bacillus-Stämme trotz der engen phylogenetischen Klassifizierung der Stämme offensichtlich unterschiedliche pH-Toleranzschwellen hatten.

Säurestress übte erhebliche Auswirkungen auf das antioxidative System der Mikroben aus, einschließlich Superoxiddismutase, Katalase und Glutathion übertragender Enzyme und Reaktanten, die Auswirkungen waren jedoch stammspezifisch.

Verschiedene Mikrobenstämme könnten unterschiedliche Investitionsstrategien für Energie und Ressourcen haben und daher unterschiedliche Prozesse zur Bewältigung von Säurestress regulieren. Die Hauptkomponentenanalyse ergab, dass mehrere Mikrobenstämme bevorzugt die Aktivitäten von Superoxiddismutase und Katalase sowie den Gehalt an Malondialdehyd regulierten, während andere es vorzogen, den Gehalt und das Verhältnis von oxidierten und reduzierten Glutathionreaktanten unter Säurestress zu ändern.

Diese Ergebnisse verdeutlichen die Heterogenität der mikrobiellen physiologischen Reaktionen auf versauernde Umweltbedingungen und tragen folglich zu säurebedingten Veränderungen in der Zusammensetzung und Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaft im Boden bei.

„Die Studie erweitert unser Verständnis der Reaktionen von Bodenmikroben auf die Versauerung des Bodens aus der Perspektive der mikrobiellen Physiologie und unterstreicht die Notwendigkeit, mikrobielle Reaktionen auf Umweltveränderungen auf verschiedenen Ebenen zu untersuchen. Die auf der Mikroebene gewonnenen Beobachtungen können dabei helfen, das Muster des Bodens zu erklären.“ mikrobielle Gemeinschaft verändert sich im großen Maßstab.“

Mikrobielle Gemeinschaften im Boden steuern zahlreiche ökologische Prozesse wie die Mineralisierung und Stabilisierung des organischen Kohlenstoff- und Elementkreislaufs im Boden sowie die Stabilität des Ökosystems bei Klimaveränderungen. In verschiedenen Szenarien von Umweltveränderungen können unterschiedliche Reaktionen von Bodenmikroben auf individueller Ebene zu Veränderungen in der Zusammensetzung der Bodenmikrobengemeinschaft beitragen und somit die Mikroben verändern, die die ökologischen Funktionen des Bodens steuern.