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土壤环境微生物团队揭示重金属汞与微生物相互作用新进展

时间:2020-01-28

南湖新闻网(通讯员刘玉荣)资源与环境研究所土壤环境微生物学小组的刘玉荣教授在《中国土壤微生物学和功能属性对汞污染的一致反应》和《解开稻田甲基汞生产相关微生物群落》等环境微生物学和环境科学主流期刊《Microbiome》和《Environmental Science Technology》上发表的重金属汞污染与微生物群落相互作用的研究方面取得了新进展。

本文介绍了重金属汞污染和微生物的现状。汞是一种有毒污染物,可以远距离运输,具有很高的健康和生态风险。中国《土壤污染防治行动计划》将重金属汞列为需要监测的污染物之一。土壤微生物可以将无机汞转化为毒性更大的甲基汞。甲基汞具有很高的神经毒性,容易随着食物链而富集和扩大,威胁人类健康和安全。近年来,科学家发现一些地区的水稻富含甲基汞,主要来自土壤微生物对无机汞的甲基化。因此,研究土壤中汞的微生物甲基化过程对防治土壤汞的环境风险具有重要意义。

此外,研究小组还阐述了论文的研究现状和存在的问题。一方面,土壤中涉及汞甲基化的微生物不清楚,影响了土壤汞污染的防治。另一方面,土壤汞污染不仅影响地上作物生长和粮食安全,还影响土壤微生物群落的多样性和结构,进而影响土壤生物地球化学循环和生态服务功能。近日,我们的研究小组与中国科学院生态环境研究中心、橡树岭国家实验室、科罗拉多大学、浙江大学等单位合作,揭示了土壤汞长期污染对土壤微生物群落和功能基因的机制(图1),并基于微生物群落网络分析解释了土壤汞污染对主要微生物生态群体的影响。此外,研究结果阐明了水稻土无机汞甲基化的主要微生物群及其相对丰度(图2),并发现铁还原菌和产甲烷菌可能是水稻土甲基汞生成的主要驱动力。这些结果可为土壤重金属环境风险控制和土壤修复策略的制定提供重要的理论参考。

图1 土壤微生物生态类群对汞污染响应(放倒数第一段前)

图1土壤微生物生态群对汞污染的响应

图2 稻田土壤主要汞甲基化微生物类群(放倒数第一段前)

图2水稻土中主要汞甲基化微生物

以上研究由国家自然科学基金和华中农业大学人才引进项目资助。

纸链接:

生物医学Central.com/Articles/10.1186/-018-0572-7

评论员:石磊

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