南华大学发现有机磷矿化链霉菌增强尾矿中铀酸盐固定和磷可利用性

新湖南客户端 2024-08-05 16:05:52

近日，南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室丁德馨教授团队在Journal of Hazardous Materials 发表研究论文，报道了铀（U）尾矿中链霉菌驱动的有机磷（Po）矿化增强铀酸盐固定和磷有效性（AP）的机制，拓宽了我们关于溶磷菌（PSB）对铀酸盐固定的认识。具体而言，链霉菌属可以在尾矿中富集，并通过Po矿化（例如phoD, ugpBAEC）途径对磷（P）有效性做出了很大贡献。此外，链霉菌属可以通过分解有机磷化合物，增强NADH依赖性泛醌-细胞色素C还原酶(petA)介导的铀酸盐的固定。研究结果强调了链霉菌通过提高铀酸盐的固定和磷有效性在U尾矿修复中的生态作用。

本研究结合基因扩增子测序、宏基因组、宏转录组测序分析和菌株分离，探讨了PSB对铀矿区铀酸盐和磷可利用性稳定的影响。结果发现，微生物驱动的Po矿化途径是提高U尾矿中P有效性的主要过程，链霉菌类群可以增加土壤AP含量，并分别通过还原和共沉淀途径固定胞外基质U(VI)和胞内细胞质U(VI)。本研究首次揭示了链霉菌驱动的有机磷矿化作用固定铀酸盐和增加AP的途径，并强调了链霉菌生态功能对铀矿影响生态系统中铀和磷循环的重要性。

这项研究说明了链霉菌驱动铀尾矿中有机磷矿化提高铀酸盐固定和磷供应的机制，拓宽了我们对PSB固定铀酸盐的认识。具体而言，链霉菌类群可在尾矿中富集，并通过磷矿化对AP作出重大贡献。此外，链霉菌类群可通过分解有机磷化合物，增强由依赖NADH的泛醌-细胞色素C还原酶介导的铀酸盐固定。本研究强调了链霉菌在铀尾矿修复中的生态作用，即提高铀酸盐的固定化和磷的可用性。鉴于链霉菌属在采矿环境中非常普遍，有必要进一步研究如何利用这些 PSB 通过生物增殖技术修复原位铀污染土壤，并评估它们对土壤磷和铀循环的贡献。

该研究通讯作者余黄长期从事放射性污染物微生物转化过程与调控机制研究，第一作者胡南长期从事铀矿冶污染环境生物修复及非常规铀资源绿色开发技术研究。（夏文辉）

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来源：新湖南客户端

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