Exploring biochar-mediated remediation of tetracycline-contaminated soil via a metagenomic approach: insights into soil microbial community and potential functions.

چکیده اصلی

Biochar is widely used as a soil amendment; however, information regarding its effects on soil microbial communities under tetracycline (TET) stress remains limited. In this study, metagenomic sequencing was employed to investigate the effects of TET contamination and biochar amendment on soil microbial community profiles, the abundance of antibiotic resistance genes (ARGs), and carbohydrate-active enzymes (CAZymes) genes through a pot experiment. Results showed that TET exposure reduced microbial diversity and evenness, and significantly altered the relative abundance of dominant microbes (e.g., Acidobacteriota and Candidatus_Rokubacteria) whereas biochar amendment especially at 0.5% application significantly increased both diversity and evenness, facilitated the recovery of dominant microbes, and improved community stability. TET exposure also enriched glycopeptide resistance genes and shifted CAZyme gene profiles. Overall, the metagenomic results demonstrated that reed biochar can regulate soil microbial responses under TET stress, providing insights into its role in alleviating antibiotic-induced microbial disturbance and supporting soil ecological resilience.

ترجمه فارسی چکیده

بیوکربن به عنوان اصلاح‌کننده خاک استفاده می‌شود، اما اطلاعات محدودی در مورد تأثیر آن بر جوامع میکروبی خاک در معرض استرس تتراسایکلین (TET) وجود دارد. در این مطالعه، توالی‌یابی متاگنومیک برای بررسی تأثیر آلودگی TET و اصلاح با بیوکربن بر پروفایل‌های جوامع میکروبی، فراوانی ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی (ARGs) و ژن‌های آنزیم‌های کربوهیدرات-فعال (CAZymes) در یک آزمایش گلدان استفاده شد. نتایج نشان داد که مواجهه با TET تنوع و یکنواختی میکروبی را کاهش داد و نسبت فراوانی میکروب‌های غالب (مانند Acidobacteriota و Candidatus_Rokubacteria) را به طور قابل توجهی تغییر داد، در حالی که اصلاح با بیوکربن، به ویژه با کاربرد 0.5٪، هم تنوع و هم یکنواختی را به طور قابل توجهی افزایش داد، بازیابی میکروب‌های غالب را تسهیل کرد و پایداری جوامع را بهبود بخشید. مواجهه با TET همچنین ژن‌های مقاومت گلیکوپپتید را غنی کرد و پروفایل‌های ژن CAZyme را تغییر داد. در مجموع، نتایج متاگنومیک نشان داد که بیوکربن نعناع (Reed biochar) می‌تواند پاسخ‌های میکروبی خاک را در استرس TET تنظیم کند و بینش‌هایی در مورد نقش آن در تسکین اختلال میکروبی ناشی از آنتی‌بیوتیک و پشتیبانی از پایداری اکولوژیکی خاک ارائه دهد.

متن کامل اصلی