继发表Nature子刊后，华东师范大学该团队又在顶级期刊（IF=13.8）发表稻田土壤微生物砷污染治理方面的研究成果
学术
2024-11-18 13:46
法国
2024年11月14日，Microbiome期刊在线刊登了华东师范大学生态与环境科学学院张思宇研究员团队的成果Various microbial taxa couple arsenic transformation to nitrogen and carbon cycling in paddy soils。这项研究选取了中国南方12个不同地点的稻田土壤样本，对这些样本中的砷污染状况及其关联的代谢基因进行了深入的基因组和转录组层面分析。研究团队创新地使用了ROCker模型来精确识别宏基因组和宏转录组短读数据中的关键砷氧化（aioA/arxA）和砷还原（arrA/arsC1/arsC2）基因。研究发现，aioA和arsC2基因是主要负责亚砷酸盐（As(III)）氧化和砷酸盐（As(V)）还原过程的微生物群落的标志。更重要的是，研究揭示了亚砷酸盐氧化与反硝化作用、以及砷酸盐还原与甲烷氧化之间的代谢耦合潜力。此外，研究还指出，在碱性土壤条件下，新型的亚砷酸盐氧化基因arxA表现出了显著的作用。通过基于宏基因组组装基因组（MAGs）的深入分析，研究人员进一步阐明了稻田土壤中砷的氧化还原反应与氮、碳循环过程之间可能存在的偶联机制，特别是arxA和arsC基因所代表的微生物类群在亚砷酸盐氧化与硝酸盐还原、以及砷酸盐还原与甲烷氧化的偶联过程中扮演的角色。研究表明，包括Burkholderiales、Desulfatiglandales和Hyphomicrobiales在内的多种微生物群体具备参与砷与氮、碳循环偶联代谢的能力，而与砷和氮、碳循环相关的基因通常在这些微生物的基因组中共存，并且在受到砷污染影响的稻田土壤中表现出更高的表达活性。该研究不仅增进了我们对稻田土壤中砷转化过程与碳、氮循环之间相互作用机制的认识，同时也为开发有效的砷污染治理策略提供了重要的科学依据。图2.稻田土壤中砷氧化还原基因的基因丰度与转录活性作者简介：华东师范大学生态与环境科学学院博士研究生赵欣迪，硕士研究生高紫雨分别为本研究的第一作者和第二作者，张思宇研究员为通讯作者，华东师范大学为论文第一完成单位。特别感谢中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院彭静静副教授、美国佐治亚理工学院Konstantinos T. Konstantinidis教授对本研究工作的指导和支持。本研究得到了国家自然科学基金的资助。![]()
