南華大學(xué)發(fā)現(xiàn)有機(jī)磷礦化鏈霉菌增強(qiáng)尾礦中鈾酸鹽固定和磷可利用性

  新湖南客戶端   2024-08-05 16:05:52

近日，南華大學(xué)鈾礦冶生物技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室丁德馨教授團(tuán)隊(duì)在Journal of Hazardous Materials 發(fā)表研究論文，報(bào)道了鈾（U）尾礦中鏈霉菌驅(qū)動(dòng)的有機(jī)磷（Po）礦化增強(qiáng)鈾酸鹽固定和磷有效性（AP）的機(jī)制，拓寬了我們關(guān)于溶磷菌（PSB）對(duì)鈾酸鹽固定的認(rèn)識(shí)。具體而言，鏈霉菌屬可以在尾礦中富集，并通過Po礦化（例如phoD, ugpBAEC）途徑對(duì)磷（P）有效性做出了很大貢獻(xiàn)。此外，鏈霉菌屬可以通過分解有機(jī)磷化合物，增強(qiáng)NADH依賴性泛醌-細(xì)胞色素C還原酶(petA)介導(dǎo)的鈾酸鹽的固定。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了鏈霉菌通過提高鈾酸鹽的固定和磷有效性在U尾礦修復(fù)中的生態(tài)作用。

本研究結(jié)合基因擴(kuò)增子測(cè)序、宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析和菌株分離，探討了PSB對(duì)鈾礦區(qū)鈾酸鹽和磷可利用性穩(wěn)定的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微生物驅(qū)動(dòng)的Po礦化途徑是提高U尾礦中P有效性的主要過程，鏈霉菌類群可以增加土壤AP含量，并分別通過還原和共沉淀途徑固定胞外基質(zhì)U(VI)和胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)U(VI)。本研究首次揭示了鏈霉菌驅(qū)動(dòng)的有機(jī)磷礦化作用固定鈾酸鹽和增加AP的途徑，并強(qiáng)調(diào)了鏈霉菌生態(tài)功能對(duì)鈾礦影響生態(tài)系統(tǒng)中鈾和磷循環(huán)的重要性。

這項(xiàng)研究說明了鏈霉菌驅(qū)動(dòng)鈾尾礦中有機(jī)磷礦化提高鈾酸鹽固定和磷供應(yīng)的機(jī)制，拓寬了我們對(duì)PSB固定鈾酸鹽的認(rèn)識(shí)。具體而言，鏈霉菌類群可在尾礦中富集，并通過磷礦化對(duì)AP作出重大貢獻(xiàn)。此外，鏈霉菌類群可通過分解有機(jī)磷化合物，增強(qiáng)由依賴NADH的泛醌-細(xì)胞色素C還原酶介導(dǎo)的鈾酸鹽固定。本研究強(qiáng)調(diào)了鏈霉菌在鈾尾礦修復(fù)中的生態(tài)作用，即提高鈾酸鹽的固定化和磷的可用性。鑒于鏈霉菌屬在采礦環(huán)境中非常普遍，有必要進(jìn)一步研究如何利用這些 PSB 通過生物增殖技術(shù)修復(fù)原位鈾污染土壤，并評(píng)估它們對(duì)土壤磷和鈾循環(huán)的貢獻(xiàn)。

該研究通訊作者余黃長(zhǎng)期從事放射性污染物微生物轉(zhuǎn)化過程與調(diào)控機(jī)制研究，第一作者胡南長(zhǎng)期從事鈾礦冶污染環(huán)境生物修復(fù)及非常規(guī)鈾資源綠色開發(fā)技術(shù)研究。（夏文輝）

責(zé)編：張芷瑜

一審：張芷瑜

二審：張馬良

三審：熊佳斌

來源：新湖南客戶端

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