砷氧化菌DWY-1的分离鉴定及其修复砷污染水稻土的可能机理
2018-12-25周武先段媛媛游景茂赵诗晨罗孝荣张美德
周武先,段媛媛,游景茂,赵诗晨,卢 超 ,罗孝荣,张美德*
(1.湖北省农业科学院中药材研究所,湖北 恩施 445000;2.湖北省农业科技创新中心中药材研究分中心,湖北恩施 445000;3.南京农业大学资源与环境科学学院,南京 210095;4.作物遗传与种质创新国家重点实验室,南京 210095)
砷(As)是一种有毒的类金属元素,其氧化物三氧化二砷(As2O3)俗称“砒霜”。过量摄入As或长期暴露在As污染的环境中可诱发皮肤、肾脏、膀胱等器官和组织的癌变[1],患癌几率大幅上升[2]。我国属于水稻种植大国,含As灌溉水的使用,导致我国南方一些水稻种植地区的As污染已经相当严重[3],而水稻根系的高效硅运输通道使其对As的吸收大大增加[4]。世界范围内,特别是水稻种植区,稻米已经成为食物链中As的主要来源[5-7],因此As污染水稻土的修复工作显得尤为重要。
目前,As污染土壤的修复主要采用物理法和化学法[8-9],物理化学方法相对简单,但成本较高,且容易造成二次污染[10],因而运用高效绿色的生物方法具有重要意义。无机砷中三价砷[As(Ⅲ)]的毒性最强,并且As(Ⅲ)在多数环境下相比于五价砷[As(Ⅴ)]更难以被吸附[11-12]。在一定条件下,微生物可以将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),从而降低As的移动性和毒性[13]。好氧条件下,莫于婷等[14]筛选的砷氧化菌As-I、As-Q能高效将1.3 mmol·L-1的As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),其氧化率可达99%。厌氧条件下,Zhang等[15]分离的砷氧化菌Paracoccus sp.SY能够将1 mmol·L-1的As(Ⅲ)完全氧化,同时将As氧化与硝酸盐还原过程进行偶联,从中获得能量维持自身的生长。无论在好氧还是厌氧条件下,As污染水稻土中均存在大量砷氧化菌,在As污染水稻土的修复技术中,利用微生物的As(Ⅲ)氧化作用对As污染水稻土进行修复具有潜在的应用价值[15-16]。……
