稻田砷污染問題對(duì)自然環(huán)境與人類健康會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。稻田中除無(wú)機(jī)砷外，還廣泛分布甲基砷形態(tài)。與無(wú)機(jī)砷相比，稻米累積甲基砷會(huì)誘發(fā)水稻直穗病，導(dǎo)致稻米產(chǎn)量降低。同時(shí)，甲基砷還可被轉(zhuǎn)化為高毒性巰基甲基砷累積在稻米中，對(duì)人類健康構(gòu)成危害。

　　近日，廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所（以下簡(jiǎn)稱省科學(xué)院土壤環(huán)境所）李芳柏研究員團(tuán)隊(duì)與南方科技大學(xué)鄭焰教授團(tuán)隊(duì)合作，研究了采集自柬埔寨湄公河三角洲流域的稻田土壤樣品。通過連續(xù)提取分析發(fā)現(xiàn)，該土壤樣品中81%的砷以甲基砷形態(tài)存在，特別是一甲基砷酸鹽形態(tài)（MMAs(V)）。在后續(xù)的砷氧化、還原及甲基化相關(guān)功能基因豐度定量分析中，發(fā)現(xiàn)砷甲基化基因的相對(duì)豐度遠(yuǎn)高于其它砷轉(zhuǎn)化基因。

伯克霍爾德菌基因組中砷代謝基因操縱子（a）及潛在砷轉(zhuǎn)化功能示意圖（b）

　　研究人員進(jìn)一步利用宏基因組測(cè)序，對(duì)10個(gè)代表土壤樣品中砷轉(zhuǎn)化功能基因的分布及物種組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與古菌和真菌相比，土壤中砷轉(zhuǎn)化基因主要分布在細(xì)菌域，特別是假單胞菌屬（Pseudomonas），短根瘤菌屬（Bradyrhizobium），伯克霍爾德菌屬（Burkholderia）和厭氧粘細(xì)菌（Anaeromyxobacter）等類群。結(jié)合基因組分裝策略，研究人員還獲得了5個(gè)伯克霍爾德菌相關(guān)高質(zhì)量基因組，通過對(duì)其砷轉(zhuǎn)化基因簇的注釋，發(fā)現(xiàn)砷甲基化基因和砷去甲基化基因分布于同一個(gè)操縱子中，且絕大部分基因組中含有砷甲基化基因和砷去甲基化基因。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表于Environmental Science and Technology。該研究拓展了該研究領(lǐng)域?qū)Φ咎锿寥乐屑谆樾螒B(tài)分布的認(rèn)識(shí)，接下來，研究人員將通過對(duì)稻田砷甲基化和去甲基化過程的調(diào)控，以達(dá)到降低土壤甲基砷累積的效果。

　　（省科學(xué)院土壤環(huán)境所/供稿）