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減少植物對鎘離子吸收華中農(nóng)大發(fā)布新型微生物菌劑

2022-01-13 10:27:53 來源：科技日報

從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點實驗室王革嬌教授領(lǐng)銜的環(huán)境微生物課題組，日前在知名國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一項關(guān)于假單胞菌菌劑對重金屬鎘污染鈍化的最新研究成果，闡明了假單胞菌菌劑通過新型鎘結(jié)合蛋白去除鎘的分子機制及菌劑對促進植物和土壤健康與降低鎘含量的積極作用。

王革嬌課題組從鎘污染農(nóng)田土中分離鑒定了一株鎘抗性細(xì)菌假單胞菌B7，該細(xì)菌培養(yǎng)后，可完全去除溶液中的鎘離子。采用差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)，鎘離子能夠顯著激活一種碳酸酐酶的表達，命名為CadW。

隨后，通過體內(nèi)與體外實驗證明，該蛋白能提高細(xì)菌對鎘離子的抗性，且能夠與鎘離子特異性結(jié)合從而將鎘離子固定在細(xì)胞內(nèi)部，其中123位的組氨酸為其保守的鎘離子結(jié)合位點。

據(jù)介紹，研究人員將該微生物菌劑結(jié)合化學(xué)修復(fù)劑硅酸鹽應(yīng)用于鎘污染白菜盆栽實驗中，發(fā)現(xiàn)該微生物菌劑結(jié)合硅酸鹽可以有效地鈍化土壤中的鎘，減少植物對鎘離子的吸收，使白菜地上部分鎘含量下降了34%，達到安全可食用范圍。植物酶活與土壤酶活分析，發(fā)現(xiàn)該混合菌劑可以緩解化學(xué)修復(fù)劑硅酸鹽對植物和土壤的不利影響，具有增強植物與土壤健康的作用。

該課題組闡明了細(xì)菌中一種新型的鎘鈍化機制，從酶學(xué)角度探究微生物對恢復(fù)土壤和植物健康的重要作用。其研究結(jié)果為理解微生物介導(dǎo)的環(huán)境中鎘鈍化邁出了重要一步，為微生物菌劑在鎘污染修復(fù)中的作用提供重要理論價值和應(yīng)用潛力。

據(jù)悉，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院武士娟博士為第一作者、王革嬌教授與史凱祥副研究員為共同通訊作者，該工作得到國家自然科學(xué)基金的資助。(吳純新蔣朝常)

關(guān)鍵詞：植物鎘離子吸收華中農(nóng)大微生物菌劑