Functional divergence of bacterial communities in root zones of Suaeda salsa in an aged petroleum-polluted area of the Yellow River Delta.

چکیده اصلی

Petroleum hydrocarbon pollutants pose a significant threat to the ecological security of oilfields. In these contaminated habitats, Suaeda salsa is a dominant halophyte of the coastal wetlands and oilfields, which has shown potential in remediation of petroleum polluted saline soils. However, the role of plant-associated microbial communities in pollutant attenuation remains poorly understood, particularly regarding niche-specific responses within the root zone. In this study, bacterial community structures associated with the halophyte Suaeda salsa in China's Yellow River Delta were investigated across three ecological niches comprising the endophytic tissues, rhizosphere soils, and bulk soils. A total of 54 samples from 6 sites were collected and analyzed using high-throughput absolute quantification sequencing and physicochemical analyses. Results demonstrated that petroleum hydrocarbons were the primary environmental drivers shaping bacterial community structure across all niches. Comparisons among ecological niches indicated that the rhizosphere effect further promoted the selection and enrichment of specific bacterial taxa, especially the genus Sphingomonas. Contrasting ecological strategies between niches were clearly resolved by co-occurrence network analysis, which showed highly connected networks in rhizosphere communities and modular structures in endophytic ones. Functional predictions further indicated niche-specific metabolic specialization, with endophytic communities enhancing xenobiotic degradation pathways and rhizosphere communities upregulating motility-related functions. These findings reveal the niche-dependent assembly and functional specialization of root-zone microbiomes under petroleum stress, thereby advancing our understanding of plant-microbe adaptive strategies in contaminated ecosystems.

ترجمه فارسی چکیده

آلاینده‌های هیدروکربنی نفتی تهدیدی جدی برای امنیت اکولوژیک میدان‌های نفتی هستند. در این زیستگاه‌های آلوده، Suaeda salsa یک گیاه بالوفیت غالب در جنگل‌های ساحلی و میدان‌های نفتی است که پتانسیل بازسازی خاک‌های شور آلوده به نفتی را نشان داده است. با این حال، نقش جوامع میکروبی حامل گیاه در کاهش آلاینده‌ها هنوز به خوبی درک نشده است، به ویژه در مورد پاسخ‌های خاص به شغل در ناحیه ریشه. در این مطالعه، ساختارهای جوامع باکتریال مرتبط با گیاه بالوفیت Suaeda salsa در دلتای رودخانه زرد چین در سه شغل اکولوژیک شامل بافت‌های اندوفیتیک، خاک‌های ریشه و خاک‌های کلی بررسی شدند. مجموعاً ۵۴ نمونه از ۶ سایت جمع‌آوری و با استفاده از توالی‌یابی کمی‌سازی مطلق با کیفیت بالا و تحلیل‌های فیزیکوشیمیایی تحلیل شدند. نتایج نشان داد که هیدروکربن‌های نفتی اصلی عوامل محیطی شکل‌دهنده ساختار جوامع باکتریال در تمام شغل‌ها هستند. مقایسه‌ها بین شغل‌های اکولوژیک نشان داد که اثر ریشه انتخاب و غنی‌سازی باکتری‌های خاص را تشویق کرد، به ویژه سرده Sphingomonas. استراتژی‌های اکولوژیک متضاد بین شغل‌ها به وضوح با تحلیل شبکه هم‌وجود حل شد که شبکه‌های بسیار متصل را در جوامع ریشه و ساختارهای ماژولار را در جوامع اندوفیتیک نشان داد. پیش‌بینی‌های عملکردی همچنین تخصص متابولیک خاص به شغل را نشان دادند، با جوامع اندوفیتیک که مسیرهای تخریب عوامل خارجی را تقویت می‌کردند و جوامع ریشه که عملکردهای مرتبط با حرکت را بالا می‌بردند. این یافته‌ها پیکربندی وابسته به شغل و تخصص عملکردی میکروبیوم‌های ناحیه ریشه را تحت فشار نفتی آشکار می‌کنند و درک ما از استراتژی‌های سازگاری گیاه-میکروب در اکوسیستم‌های آلوده را پیشرفت می‌دهند.

متن کامل اصلی