研究發現蜈蚣草修復砷污染土壤的重要砷氧化菌群

近日，廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員孫蔚旻團隊對蜈蚣草根相關的砷氧化菌群進行了探究，研究發現蜈蚣草修復砷污染土壤的重要砷氧化菌群。相關成果發表于《環境污染》（Environmental Pollution）。

砷（As）是一種有毒的致癌類金屬，在環境中無處不在。高濃度的砷從自然來源以及采礦和冶煉等各種人為活動中進入土壤，對環境和人類健康造成不利影響。蜈蚣草是一種砷超積累植物，常用于修復砷污染土壤，它含有根相關細菌（RAB），可以適應砷污染并改善植物健康。

在富砷條件下，氧化砷的RAB可以將毒性較高的亞砷酸鹽[As（III）]轉化為毒性較低的砷酸鹽[As（V）]，從而利于植物的生存。用砷超積累植物蜈蚣草來修復砷污染場地，是解決砷所造成的全球土壤污染問題的一種環境友好且低成本的方法。然而，有關砷氧化性 RAB 的了解仍然有限。

蜈蚣草根系砷氧化菌的代謝潛能。研究團隊供圖

研究人員對蜈蚣草根相關的砷氧化菌群進行了探究，利用獨立培養技術鑒定與蜈蚣草根相關的關鍵砷氧化菌群。他們利用DNA 穩定同位素探針（SIP）、擴增子測序和宏基因組分析，確定了Comamonadaceae相關的種菌為推定的As（III）氧化劑，并確定了與蜈蚣草根相關的核心微生物組。

宏基因組裝箱顯示，與Comamonadaceae相關的宏基因組組裝基因組（MAGs）包含多個與碳固定、砷抗性、促進植物生長和細菌定殖相關的功能基因。As（III）氧化和促進植物生長可能是RAB促進蜈蚣草生長的關鍵特征。這些研究結果擴展了目前對As（III）氧化RAB多樣性的認識，并為提高砷植物修復的效率提供了新的見解。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.123909