近日，华中农业大学生命科学技术学院、农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室环境微生物课题组以“ToxicresponseofantimonyintheComamonastestosteronianditsapplicationinsoilantimonybioremediation”为题，在国际学术期刊EnvironmentInternational上发表论文，阐明了微生物菌剂降低土壤锑毒性及锑生物有效性的机制，从而有效减少水稻锑积累。博士研究生罗雄为本文第一作者，李明顺副教授为通讯作者，项目得到国家自然科学基金的资助。
锑是一种剧毒的环境污染物，锑污染地区土壤锑含量远高于正常的背景浓度。锑能通过食物链进入人体，导致癌变、心肌衰竭、肝坏死等疾病，严重威胁人类的健康。水稻可以过量富集锑，食用锑富集大米会严重威胁人类生命健康，寻找有效的锑修复方法成为亟待解决的问题，但水稻中锑氧化微生物驱动的锑修复机制及技术缺乏研究。国内外尚未报道微生物影响锑生物有效性和在水稻中驱动锑修复的机制。
锑固定与氧化菌剂JL40减少水稻锑积累
该研究评估了ComamonastestosteroniJL40在锑污染生物修复中的应用潜力。发现菌株JL40通过细胞内积累/结合、胞外固定、Sb(III)氧化、ROS清除、Sb(III)外排和生物被膜产生等途径响应锑的毒性。基于菌株JL40对Sb(III)的固定和氧化功能，采用盆栽试验研究菌株JL40对锑的生物修复潜力。结果表明，在不同程度的锑污染土壤中，施加菌剂JL40后水稻糙米中锑积累量显著降低，达到安全水平(2.40mg/kg)。此外，JL40菌株可以提高植物和土壤的健康，提高水稻产量。利用BCR和EDTA法对根际土壤中锑分级提取和单步提取，发现菌株JL40在土壤环境中可以起到钝化和氧化锑的作用。在水稻盆栽过程中，菌株JL40接种30天后仍能保持在CFU/g以上。本研究为细菌在锑污染修复中的应用奠定了重要基础。
锑外排操纵子AntRCA模式图
Sb(III)转录调控因子AntR蛋白结构
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