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研究阐明稻田土壤关键有机碳分子特异性调控砷甲基转化规律与机制

文章来源 :退化及污染农田修复团队 作者:苏世鸣 发布时间: 2024-01-08 浏览量:

近日,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所退化及污染农田修复团队揭示了稻田土壤砷甲基化微生物通过选择性利用有机碳分子促进砷甲基转化的机制。相关研究成果发表在《土壤生物与生物化学(Soil Biology and Biochemistry)》上。

水稻籽粒颖壳累积过量甲基态砷易诱发旱青立病(Straight-head disease),造成水稻籽粒无法灌浆,引起减产、甚至绝产。稻田不同有机物料施用会差异性激发土壤砷甲基化进程,从而增加水稻旱青立病发生风险。但是不同有机碳分子特征如何影响砷甲基化进程的关键微生物机制并不清楚。

该研究发现稻田土壤中介导砷甲基转化的微生物明显受到有机碳分子调控,且两者间存在显著特异性关联,其中O/C在0.5-0.8范围内的CHON分子可显著激发砷甲基化进程,这主要是由于提高了关键微生物胞内S-腺苷甲硫氨酸(砷甲基供体SAM)含量及其甲基转移酶(ArsM)活性,从而增加了砷甲基化效率。该研究为今后水稻旱青立病发生的风险预测提供理论支持,为稻田安全生产提供科学指导。

该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、山西省科技创新团队等项目等资助。            

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2023.109305

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