微生物抗砷新機制助力污染農田綠色修復

新京報訊 據中國農業科學院網站，近日，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所退化及污染農田修復創新團隊取得新進展，發現了真核類微生物抗砷的新機制。相關研究成果以封面論文形式發表在《環境科學與技術（Environmental Science & Technology）》上。

稻田淹水栽培條件下，水稻更易於累積甲基態砷和毒性相對更高的亞砷酸鹽，造成水稻籽粒砷超標以及水稻直穗病發生，嚴重威脅農產品安全和人體健康。根際是水稻吸收砷的熱點區域，也是各類微生物聚集的活躍區域。然而，水稻根際真核類微生物如何應對稻田砷毒害的過程瞭解甚少，如何利用抗砷微生物發展污染農田綠色修復技術仍值得深入探索。

該研究發現了一種源自棘孢木黴的新型金屬結合蛋白，這種蛋白具有相對更強的亞砷酸鹽和還原態一甲基砷結合能力和穩定性，攜帶該蛋白編碼基因的重組大腸桿菌能夠更好地抵抗環境砷脅迫，通過促進微生物胞內砷累積，有效緩解稻田土壤中砷對微生物及水稻生長的毒害。利用基因敲除的方法，進一步明確了該蛋白結合亞砷酸鹽和還原態一甲基砷的特定半胱氨酸位點。利用全國14個典型農區水稻根際土壤調查發現，該蛋白編碼基因在稻田土壤中廣泛分佈，且隨着土壤空隙水中砷含量增加其表達量顯著上升。該結果進一步證明了源自真菌的抗砷基因在土壤-水稻體系對砷的解毒效應，有助於今後通過生物工程菌構建、功能基因根際擴繁等方式開展砷污染農田綠色修復。

該研究得到國家自然科學基金和中國農業科學院科技創新工程等項目的支持。

編輯 張樹婧