文章题目：Rhizospheric iron and arsenic bacteria affected by water regime: Implications for metalloid uptake by rice
期刊：Soil Biology & Biochemistry
影响因子：9.8
发表时间：2017
参考文献：Zecchin, S., Corsini, A., Martin, M., Romani, M., Beone, G. M., Zanchi, R.& Cavalca, L. (2017). Rhizospheric iron and arsenic bacteria affected by water regime: Implications for metalloid uptake by rice. Soil Biology & Biochemistry, 106, 129-137.
1.研究背景：
l水稻对砷的积累水平较高，即使在非污染土壤中种植也是如此。由于欧洲共同体最近对稻米中砷的浓度设定了限制，理解砷的生物有效性机制并找到解决方案变得非常重要。砷的生物有效性与水管理以及水稻根际的铁和砷循环细菌种群密切相关。
2.研究目的：
本研究的目的是通过详细实验，解析在不同水管理条件下，铁和砷循环如何通过理化参数和生物参数来定义它们在稻米中砷污染的角色。
3.科学问题：
l不同水管理条件下，水稻根际的铁和砷循环细菌如何影响土壤中砷的生物有效性？
l水稻根际的铁和砷循环细菌在稻米中砷积累中扮演什么角色？
l如何通过管理水稻田的水条件来减少稻米中砷的积累？
4.实验材料与方法：
实验在意大利Pavia的Rice Research Centre进行，使用非污染农田土壤，设置三种不同的水管理条件：连续淹水、好氧水稻种植和连续淹水加14天的排水期。
通过实时定量PCR和荧光原位杂交(FISH)评估特定铁和砷循环细菌群体。分析了土壤和孔隙水的化学特性，包括pH值、温度、砷和铁的浓度。测定了稻米中总砷和砷的物种。
5.结果与讨论（配以重要图片和图注）
l连续淹水导致土壤中砷酸和铁的释放，产生超过新设定的婴儿食品生产和大米消费限制的砷化物和有机砷。
l在连续淹水条件下，铁还原细菌显著增加，与铁矿物中砷的溶解同时发生。
l排水期允许铁的循环，增加了Gallionella样铁氧化细菌的数量，这可能影响了稻米中砷的转运。
l无论水管理条件如何，砷酸氧化基因(aioA)是最丰富的砷处理基因，解释了土壤中砷酸的存在。
l在连续淹水条件下稻米中产生的砷化物和有机砷可能与根附近回收的砷酸盐还原基因(arsC)和砷甲基转移酶基因(arsM)有关。
l这些结果表明，根际铁和砷循环细菌在决定连续淹水条件下种植的水稻中砷在稻米中的积累方面可能发挥积极作用，即使在砷含量低的土壤中也是如此。
图 1 连续淹水（CF，a）、第二次节间伸长排水（2IED，b）和好氧水稻土壤溶液中总砷、砷（Ⅴ）、砷（Ⅲ）和有机砷（mgL 1）的浓度 （AR，c）在三个水稻生长阶段。
图 2. 连续淹水 (CF, a)、第二次节间伸长排水 (2IED, b) 和好氧水稻 ( AR，c）在三个水稻生长阶段。
图 3. 开花时通过 DAPI 染色和使用不同探针进行 FISH 获得的细胞计数。 信件和n.s. 分别表示基于方差分析（Tukey 检验，p < 0.05）的统计显着性组和非显着性差异。
图4.开花期间根际土壤和根面中属于地杆菌科(a)、希瓦氏菌科(b)和鸡菌科(c)的16S rRNA基因的基因拷贝丰度。 星号表示根平面中测量的值与根际土壤中测量的值显着不同（t 检验，p < 0.05）； 小写字母和 n.s. 分别表示同一根-土壤区划内不同水况之间的显着差异和非显着差异（Tukey 检验，p < 0.05）
图5。开花期间根际土壤和根际土壤中aioA (a)、arsM (b)和arsC (c)基因拷贝丰度。星形表示根面测量值与根际土壤测量值显著不同(t检验，p 0.05);小写字母和n.s.分别表示同一根-土壤隔室内不同水分状况之间的显著差异和不显著差异(Tukey检验，p 0.05)。
