近日，省科學(xué)院土壤生態(tài)修復(fù)團(tuán)隊(duì)在水稻土中的厭氧銻氧化基礎(chǔ)研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果《Bacteria responsible for nitrate-dependent antimonite oxidation in antimony-contaminated paddy soil revealed by the combination of DNA-SIP and metagenomics》發(fā)表在國(guó)際土壤學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Soil Biology and Biochemistry》。      

　　銻（Antimony, Sb）是砷的同族元素，也是一種有毒類金屬。由于水稻對(duì)三價(jià)銻(Sb(III))的吸收率高于五價(jià)銻(Sb(V))，因此，銻氧化過(guò)程（Sb(III)→Sb(V)）對(duì)于水稻糧食安全具有重要意義。同時(shí)，由于Sb(III)的毒性高于Sb(V)，銻氧化過(guò)程對(duì)于降低銻污染的毒性也具有重要意義。目前，關(guān)于銻氧化尤其是厭氧銻氧化的研究較少，對(duì)厭氧銻氧化微生物的認(rèn)識(shí)也較為有限，對(duì)厭氧銻氧化過(guò)程的研究?jī)H局限于三株純菌（Hydrogenophaga taeniospiralis strain IDSBO-1, Ensifer sp. NLS4和Sinorhizobium sp. GW3）篩選實(shí)驗(yàn)，關(guān)于水稻土中是否存在厭氧銻氧化反應(yīng)仍未有證明，對(duì)水稻土中的厭氧銻氧化微生物認(rèn)識(shí)極為有限。因此，本研究選取了世界銻都——錫礦山礦區(qū)周圍的水稻土為研究對(duì)象，利用微宇宙培養(yǎng)技術(shù)，結(jié)合DNA-SIP技術(shù)，探究水稻土中的厭氧銻氧化過(guò)程及其相關(guān)功能微生物類群。  

　　本研究通過(guò)微宇宙培養(yǎng)，證明了水稻土中確實(shí)存在活躍的厭氧銻氧化過(guò)程，且該過(guò)程主要由含有aioA基因的微生物驅(qū)動(dòng)，與水稻土中的硝酸鹽還原過(guò)程具有耦合關(guān)系。同時(shí)，該研究將穩(wěn)定同位素示蹤（stable isotope probing，SIP）技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)結(jié)合起來(lái)，揭示了水稻土中厭氧銻氧化微生物的類群，主要包括Azoarcus，Azospira和Chelativorans。宏基因組分箱技術(shù)則發(fā)現(xiàn)這些微生物確實(shí)含有驅(qū)動(dòng)厭氧銻氧化過(guò)程的關(guān)鍵功能基因，如砷/銻氧化基因、反硝化基因、固碳基因等，進(jìn)一步佐證了它們?cè)趨捬蹁R氧化過(guò)程中的關(guān)鍵作用。 

　　該研究證明水稻土中存在厭氧銻氧化過(guò)程，并解析了其中的關(guān)鍵功能微生物，拓展了我們關(guān)于銻氧化過(guò)程及其相關(guān)功能微生物的認(rèn)識(shí)。研究依托省科學(xué)院土壤生態(tài)修復(fù)團(tuán)隊(duì)搭建和開發(fā)的穩(wěn)定同位素示蹤-宏基因組分箱聯(lián)用平臺(tái)，該技術(shù)平臺(tái)致力于功能微生物代謝潛能信息的挖掘，有力支撐了省科學(xué)院相關(guān)學(xué)科發(fā)展。 

　　Azoarcus, Azospira和Chelativorans是水稻土中的關(guān)鍵厭氧銻氧化微生物，可以硝酸根為電子受體驅(qū)動(dòng)厭氧銻氧化反應(yīng)。 

　　Miaomiao Zhang, Zhe Li, Max M. H?ggblom, Lily Young, Fangbai Li, Zijun He, Guimei Lu, Rui Xu, Xiaoxu Sun, Lang Qiu, Weimin Sun, 2021. Bacteria responsible for nitrate-dependent antimonite oxidation in antimony-contaminated paddy soil revealed by the combination of DNA-SIP and metagenomics. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071721000663 

　?。ㄊ】茖W(xué)院土壤環(huán)境所土壤生態(tài)修復(fù)研究團(tuán)隊(duì) 張苗苗 / 供稿）