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新型微生物菌劑鈍化重金屬鎘分子機(jī)制獲揭示
作者：王方 來源：中國科學(xué)報 
山東拓普生物工程有限公司  http://www.xhztyn.cn
近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)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)境微生物課題組在Journal of Hazardous Materials（《危險材料雜志》）發(fā)表了關(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(jī)制及菌劑對促進(jìn)植物和土壤健康與降低鎘含量的積極作用。
該課題組從鎘污染農(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(dá)，命名為CadW。通過體內(nèi)與體外實驗證明了該蛋白能夠提高細(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。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)合硅酸鹽可以有效的鈍化土壤中的鎘，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(dá)到了安全可食用范圍。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(qiáng)植物與土壤健康的作用。
該研究闡明了細(xì)菌中一種新型的鎘鈍化機(jī)制，從酶學(xué)角度探究了微生物對恢復(fù)土壤和植物健康的重要作用。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的一步，為微生物菌劑在鎘污染修復(fù)中的作用提供了重要理論價值和應(yīng)用潛力。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127919