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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

核心提示: 近日,资源与环境学院土壤微生物团队刘玉荣教授课题组在环境微生物和环境科学主流期刊《Microbiome》和《Environmental Science & Technology》上发表了相关论文,揭示了重金属汞污染与微生物的相互作用。

南湖新闻网讯(通讯员 刘玉荣)资源与环境学院土壤环境微生物团队刘玉荣教授课题组关于重金属汞污染与微生物群落相互作用研究新进展分别以“Consistent responses of soil microbial taxonomic and functional attributes to mercury pollution across China.”和“Unraveling microbial communities associated with methylmercury production in paddy soils”为题发表在环境微生物和环境科学领域主流期刊《Microbiome》和《Environmental Science & Technology》上。

论文中对重金属汞污染与微生物的现状介绍到,汞是一种可以长距离传输的有毒污染物,具有很高的健康和生态风险。我国《土壤污染防治行动计划》将重金属汞列为重点监测的污染物之一。土壤微生物可以将无机汞转化为毒性更大的甲基汞。甲基汞具有高度的神经毒性,容易随食物链富集与放大,威胁人类健康安全。近年来,科学家发现某些地区大米富集甲基汞,而水稻甲基汞主要来源于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于防控土壤汞的环境风险具有重要意义。

除此之外,课题组在论文中还就研究现状及难题进行了阐述。一方面,对于土壤中参与汞甲基化的微生物类群一直不清楚,影响了土壤汞污染的防治与修复工作的推进。另一方面,土壤汞污染不仅影响地上作物生长与粮食安全,也影响土壤微生物群落多样性与结构,从而影响土壤生物地球化学循环和生态服务功能。近期,本课题组通过与中国科学院生态环境研究中心、美国橡树岭国家实验室、美国科罗拉多大学、浙江大学等单位合作,采用多元组学等方法揭示了长期土壤汞污染对土壤微生物群落与功能基因的影响机制(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类群的影响。此外,研究结果阐明了稻田土壤中参与无机汞甲基化的主要微生物类群及其相对丰度(图2),发现铁还原菌和产甲烷菌可能是稻田土壤甲基汞生成的主要驱动者。这些研究结果可为土壤重金属环境风险管控和土壤修复策略的制定等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 土壤微生物生态类群对汞污染响应

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 稻田土壤主要汞甲基化微生物类群

上述研究受国家自然科学基金和华中农业大学人才引进项目资助。

论文链接:

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-018-0572-7

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.8b03052

审核人:石磊

责任编辑:杨亚楠
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