尾矿中砷氧化依赖的自养固氮菌及潜在的代谢途径
尾矿是一种极端寡氮环境。生物固氮在提供生物氮中起重要作用，特别是在寡营养环境。有研究指出，一些尾矿中砷的浓度相对较高，将为生物固氮提供除还原硫或有机物之外的额外电子供体，但这种生物地球化学过程尚未被报道或鉴定。基于此观点，研究团队对该过程进行了假设，认为砷氧化依赖的生物固氮可能发生在尾矿和其他富砷环境中。
为验证假设，研究人员选取了部分尾矿样品建立微宇宙实验。经实验发现，在微宇宙培养过程中，添加As(III)后的样品，可观察到生物固氮和砷氧化活性，且只有在添加As(III)后，nifH和aioA基因丰度会随孵育时间显著增加，二者存在显著的正相关；而未添加As(III)的，则无生物固氮和砷氧化活性。因此，团队认为尾矿中存在砷氧化依赖的生物固氮过程，并有微生物参与了该地球化学过程。
此外，团队还相继利用DNA-SIP、扩增子测序和宏基因组学，进一步证明了 Serratia参与砷氧化依赖的生物固氮过程。
相关研究已发表在国际环境科学期刊Environmental Science & Technology（《环境科学与技术》）上。
论文信息：
Yongbin Li, Lifang Guo, Max M. H?ggblom, Rui Yang, Mengyan Li, Xiaoxu Sun, Zheng Chen, Fangbai Li, Xianfa Su, Geng Yan, Enzong Xiao, Haihan Zhang, and Weimin Sun. Serratia spp. Are Responsible for Nitrogen Fixation Fueled by As(III) Oxidation, a Novel Biogeochemical Process Identified in Mine Tailings. Environmental Science & Technology, 2022, 56 (3), 2033-2043
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.1c06857
（省科学院土壤环境所土壤生态修复研究团队 李永斌/供稿）
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