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研究团队鉴定水稻土中的锑还原微生物及其潜在代谢特性

来源: 时间:2021-10-20

  近期,省线上买球平台 生态环境与土壤研究所李芳柏与孙蔚旻研究员团队对锑污染稻田土壤开展了研究,鉴定了稻田土中主要的锑还原菌及其潜在代谢特性。

  锑(Sb)是砷的同族元素,也是一种有毒类金属。长期暴露在锑污染环境下,人体健康会遭受严重损伤。有研究发现,三价锑(Sb(III))可与硫化物沉淀或被铁相强烈吸附,从而降低Sb的迁移性。这令到促进微生物还原五价锑(Sb(V))可能是一种具有前景的生物修复策略。因此,了解Sb转化过程中的微生物过程和相关代谢途径具有重要的环境意义。然而,相比于砷还原过程,目前研究人员对微生物参与Sb(V)还原的认识仍十分有限。

  在本研究中,团队以两处长期受锑污染的水稻土壤为接种物,构建微宇宙培养体系,评估Sb(V)还原过程。通过DNA-SIP技术锚定了水稻土中潜在的锑还原菌(SbRB),并结合宏基因组分箱技术,对SbRB锑还原的代谢途径和功能基因进行预测。最后,通过全基因组分析,将需要研究鉴定的SbRB与其近亲属的代谢潜力进行比较,探究了SbRB中Sb(V)还原相关基因的分布。

  结果表明,Pseudomonas和Geobacter属的成员为两个锑污染稻田土壤中主要的SbRB。宏基因组结合全基因组分析进一步表明,Geobacter可能利用呼吸性砷酸锑酸盐还原酶arrAanrA还原Sb(V),arrA和anrA基因在分离自砷锑污染场地的Geobacter中也广泛存在;而Pseudomonas还原Sb(V)的途径尚不明确,有待进一步研究。

  本研究进一步拓展了关于锑还原过程相关功能微生物的认识,有助于对锑污染场地生物修复潜能的评估,并为锑污染场地生物修复提供新思路。相关研究发表在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology上。

  图 水稻土中的锑还原菌及潜在的代谢途径

  论文信息:

  Sun, W., Sun, X., Häggblom, M. M., Kolton, M., Lan, L., Li, B., ... & Li, F. (2021). Identification of Antimonate Reducing Bacteria and Their Potential Metabolic Traits by the Combination of Stable Isotope Probing and Metagenomic-Pangenomic Analysis. Environmental Science & Technology.

  原文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.1c03967

  (省线上买球平台 土壤环境所土壤生态修复研究团队 孙蔚旻/供稿)

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