當(dāng)環(huán)境“難上加難”嗜酸桿菌如何生存——廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤所
發(fā)布時(shí)間:2021-06-21
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當(dāng)環(huán)境“難上加難”嗜酸桿菌如何生存——廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤所

本報(bào)訊(記者朱漢斌 通訊員徐銳)廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員孫蔚旻團(tuán)隊(duì)采用宏基因組學(xué)分箱手段進(jìn)行研究,揭示了嗜酸桿菌在重金屬污染酸性土壤中的生態(tài)適應(yīng)性機(jī)制。相關(guān)研究近日發(fā)表于《環(huán)境微生物》。

嗜酸桿菌是一種廣泛分布于沉積物、稻田、苔原凍土、深海熱泉等的細(xì)菌,具有頑強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性。它不僅喜好酸性環(huán)境,還易在我國西南紅壤區(qū)這樣較低pH的環(huán)境中富集。目前,西南地區(qū)是我國最主要的礦采作業(yè)帶,由于土壤中多種重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo),因此形成了“酸性”和“高重金屬”疊加的極端土壤環(huán)境。

面對(duì)這樣“難上加難”的生存環(huán)境,孫蔚旻團(tuán)隊(duì)前期在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn),嗜酸桿菌可能具有耐受甚至轉(zhuǎn)化重金屬的代謝潛力。但嗜酸桿菌的分離培養(yǎng)非常困難,相關(guān)文獻(xiàn)資料十分匱乏,需要利用其他手段對(duì)上述假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。

為此,研究人員針對(duì)西南礦區(qū)多個(gè)典型污染場地開展了大規(guī)模采樣與分析,發(fā)現(xiàn)嗜酸桿菌確實(shí)能在重金屬污染嚴(yán)重的酸性土壤中明顯富集,其菌群豐度與土壤中砷、汞、鉻等元素高含量密切相關(guān)。同時(shí),針對(duì)嗜酸桿菌生長緩慢、分離培養(yǎng)困難的問題,團(tuán)隊(duì)采用非培養(yǎng)的宏基因組學(xué)手段,獲取了嗜酸桿菌的編碼基因并進(jìn)行解析,最終證實(shí)了團(tuán)隊(duì)的假設(shè)。

該研究還表明,包括嗜酸桿菌在內(nèi)的許多微生物,都能在極酸/堿、極寒/熱、高重金屬、高壓等許多極端環(huán)境中被發(fā)現(xiàn)。環(huán)境宏基因組學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,可以幫助研究者理解這類分布廣泛、奇特但難培養(yǎng)的微生物的代謝潛力。

相關(guān)論文信息:

https://doi.org/10.1111/1462-2920.15612

《中國科學(xué)報(bào)》 (2021-06-21 第4版 綜合)


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