首先,研究团队揭示了合成菌群在堆肥高温期对木质纤维素降解的重要机制。SynCom接种有效降低了木质素、纤维素和半纤维素含量,并显著提高了关键降解酶(如漆酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和木聚糖酶)的活性。此外,宏基因组学分析表明,合成菌群显著增强了与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、维生素代谢及能量代谢相关的微生物代谢途径,从基因水平优化了堆肥过程中微生物群落的结构与功能。这一成果已发表在Chemical Engineering Journal期刊,第一作者为陈双双,标题为Synthetic microbial community enhances lignocellulose degradation at the composting thermophilic phase: metagenomic and metabolic pathway insights(图1)。
其次,合成菌群通过调控真菌群落进一步强化堆肥物质转化。研究发现,SynCom接种提高了Cephaliophora、Thermomyces等关键真菌属的相对丰度,并显著增加了与木质纤维素降解密切相关的功能类群,如木材腐生菌、未定义的腐生菌以及凋落物腐生菌的活性。此外,关键物种Hydropisphaera(OTU10)的显著富集被证实为降解木质纤维素的重要驱动因子,显著提升了堆肥后成熟期的有机肥质量。该研究成果发表于Bioresource Techonology期刊,第一作者为刘秋梅,标题为Synthetic microbial community enhances lignocellulose degradation during composting by assembling fungal communities(图2)。
此外,该团队进一步探索了合成菌群在促进辣椒生长上的应用。合成菌群接种显著提高了辣椒植株的株高、茎粗、叶片数量、叶绿素含量及根系活力。高通量测序结果显示,接种合成菌群显著增加了根际微生物群落的丰富度和关键菌属的丰度,尤其是Sordariomycetes和Pseudarthrobacter的相对丰度与作物生长密切相关。这一研究已发表在Microorganisms期刊,共同一作为游甜、刘秋梅,标题为Synthetic microbial communities enhance pepper growth and root morphology by regulating rhizosphere microbial communities(图3)。