循環農業：農業有機循環再利用的多合一創新碳匯技術開發【土壤環境科學系/楊秋忠院士】
| 論文篇名 | 英文：Description of Aliirhizobium terrae sp. nov., A Plant Growth-Promoting Bacterium Isolated from a Maize-Rice Rotation Agriculture Field 中文：新菌種 Aliirhizobium terrae 的描述，一種從玉米-水稻輪作農田中分離出的促進植物生長的細菌 |
| 期刊名稱 | Current Microbiology |
| 發表年份,卷數,起迄頁數 | 2024; 81:328 |
| 作者 | Lin, Shih-Yao; Lin, Tzu-Yu; Hameed, Asif; Tsai, Chia-Fang; Young, Chiu-Chung(楊秋忠)* |
| DOI | 10.1007/s00284-024-03845-z |
| 中文摘要 | 本研究採用多相分類法來表徵一株新細菌，編號為 CC-CFT758T，該細菌從台灣玉米-水稻輪作農田中分離出來。此菌株為需氧、革蘭氏陰性、桿狀，且過氧化氫酶與氧化酶呈陽性反應，適合在 20–30 ℃（最適溫度 30 ℃）、pH 6.0–8.0（最適 pH 8.0），以及 0–4% NaCl（最適濃度 2–3%）的條件下生長。根據16S rRNA基因序列的系統發育分析，CC-CFT758T屬於根瘤菌科的 “Aliirhizobium” 屬。該菌株與其最接近的已知親緣關係菌株分別為 “Aliirhizobium wenxiniae” 166T（相似度 98.7%）、“Aliirhizobium cellulosilyticum” SEMIA 448T（相似度 97.9%），以及 “Aliirhizobium smilacinae” PTYR-5T（相似度 97.0%）。此菌株的基因組大小為 5.9 Mbp，G+C 含量為 60.6%。與相關物種的數位 DNA-DNA 雜交結果顯示，CC-CFT758T 與 “Ali. cellulosilyticum” 的相似度為 29.5%，與 “Ali. wenxiniae” 和 “Ali. smilacinae” 的相似度分別為 23.9%。該菌株與 “Aliirhizobium” 屬成員的同源平均核苷酸相似性（OrthoANI）最高值在 80.4% 至 81.6%（n = 3）之間。化學分類分析顯示，菌株 CC-CFT758T 的主要脂肪酸為 C16:0, C16:0 3OH, C19:0 cyclo ω8c, C14:0 3OH / iso-C16:1 I, 和C18:2 ω6,9c / ante C18:0，其主要多胺為腐胺和亞精胺。極性脂類包括二磷脂酰甘油、磷脂酰膽鹼、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰單甲基乙醇胺、七種未鑑定的胺脂類、三種未鑑定的磷脂類和兩種未鑑定的極性脂類。菌株 CC-CFT758T 展現了明顯不同的系統發育、表型和化學分類特徵，以及在 16S rRNA 基因序列、OrthoANI、AAI、dDDH 和基因組定位比較分析中的獨特結果。因此，該菌株代表 “Aliirhizobium” 屬中的一個新種，並命名為 Aliirhizobium terrae sp. nov.，其模式菌株為 CC-CFT758T (= BCRC 81364T = JCM 35482T)。 |
| 英文摘要 | A polyphasic taxonomic approach was used to characterize a novel bacterium, designated strain CC-CFT758T, isolated from a maize-rice rotation agriculture field in Taiwan. The cells are aerobic, Gram-stain-negative, rod-shaped, positive for catalase and oxidase, and grow at 20–30 °C (optimal 30 ºС), at pH 6.0–8.0 (optimal 8.0), and with 0–4 % (w/v) NaCl (optimum, 2–3%). Phylogenetic analysis based on 16S rRNA gene sequencing, the strain CC-CFT758T belongs to the genus "Aliirhizobium" of the family Rhizobiaceae. The closest known relatives of this strain are "Aliirhizobium wenxiniae" 166T (with 98.7 % similarity), "Aliirhizobium cellulosilyticum" SEMIA 448T (with 97.9 % similarity), and "Aliirhizobium smilacinae" PTYR-5T (with 97.0 % similarity). The genome size was 5.9 Mbp, with a G+C content of 60.6 %. Values of digital DNA–DNA hybridization between the strain and closely related species were 29.5 % for "Ali. cellulosilyticum", and 23.9 % for "Ali. wenxiniae" and "Ali. smilacinae". Strain CC-CFT758T exhibited the highest orthologous average nucleotide identity (OrthoANI) values with members of the genus "Aliirhizobium", ranging from 80.4-81.6 % (n=3). Chemotaxonomical analysis indicated that strain CC-CFT758T contained C16:0, C16:0 3OH, C19:0 cyclo ω8c, C14:0 3OH / iso-C16:1 I, and C18:2 ω6,9c / ante C18:0 as dominant fatty acids, and the major polyamines were putrescine and spermidine. The polar lipids comprised diphosphatidylglycerol, phosphatidylcholin, phosphatidylglycerol, phosphatidylethanolamine, phosphatidylmonomethylethanolamine, seven unidentified aminolipids, three unidentified phospholipids, and two unidentified polar lipids. Strain CC-CFT758T exhibited distinct phylogenetic, phenotypic, and chemotaxonomic characteristics, as well as unique results in comparative analysis of 16S rRNA gene sequence, OrthoANI, AAI, dDDH, and phylogenomic placement. Therefore, this strain represents a new species of the genus "Aliirhizobium", for which the name Aliirhizobium terrae sp. nov. is proposed, with the type strain is CC-CFT758T (=BCRC 81364T = JCM 35482T). |
| 發表成果與本中心研究主題相關性 | 這項研究展示了如何利用促生細菌（如 Aliirhizobium terrae）來增強植物生長，並支持減少化學肥料使用、保護土壤微生物多樣性等永續農業的核心理念，進而推動環境友好型農業的發展。這項研究與永續農業的關聯性主要體現在以下幾個方面： 1. 促進植物生長的細菌：該研究描述的新種細菌 Aliirhizobium terrae 是一種促進植物生長的細菌，這類微生物能夠提高作物的生長效率，從而減少對化學肥料的依賴。這對永續農業至關重要，因為它能幫助減少化肥使用，保護土壤健康，同時提高農業生產力。 2. 輪作系統的影響：研究中的細菌來自玉米-水稻輪作農田，這種輪作系統是永續農業的一部分，旨在透過多樣化的農業實踐來減少病蟲害、提高土壤肥力並保持作物產量。該研究顯示，特定的促生細菌能夠適應輪作環境並在其中發揮作用，這有助於強化輪作系統的可持續性。 3. 減少環境污染：透過了解和利用這類細菌，可以促進自然土壤中的氮循環和其他養分的有效利用，減少化學投入的需求，從而降低農業對環境的污染風險。這符合永續農業的目標，即以環境友好的方式提高作物生產力。 4. 土壤微生物多樣性與健康：永續農業強調土壤生態系統的健康和生物多樣性，研究中的細菌表明其在土壤中扮演重要角色，促進土壤微生物多樣性，這對於長期的土壤健康和生態穩定性至關重要。 |
