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田江博士发文阐述微生物诱导磷酸盐沉淀的细胞适应性机制

文章来源: 发布时间:2022-08-15浏览次数:

近日,环境与资源学院田江博士在《危险材料杂志》(Journal of Hazardous Materials)上发表论文《微生物诱导磷酸盐沉淀加速铅矿化缓解核苷酸代谢抑制并改变草酸青霉的适应性细胞机制》(Microbial induced phosphate precipitation accelerate lead mineralization to alleviate nucleotide metabolism inhibition and alter Penicillium oxalicum’s adaptive cellular machinery)。田江博士为论文的通讯作者,我院硕士生唐斐为第一作者,我校为第一通讯单位。

基于解磷微生物微生物诱导磷沉淀技术(MIPP)是通过解磷微生物的溶磷作用,在难溶性磷存在下释放大量有机酸、磷酸根等化合物,与环境重金属离子反应生成更加稳定的固化物/矿化物,达到重金属生物固化/生物矿化的目的。然而目前针对解磷微生物的重金属离子毒性适应性机制研究较少,导致MIPP过程影响解磷微生物的生物毒性变化机制尚未明确

本研究探讨了解磷微生物草酸青霉P.oxalicum暴露于Pb2+/或磷酸钙Pb2+的固定化和胞内代谢转录的影响。MIPP过程中添加磷酸钙显著提高了土壤中可溶性磷的浓度,促进了胞外Pb2+生物矿化为羟基磷酸铅[Pb10(PO4)6(OH)2]提高了抗氧化酶活性。利用非靶向代谢组学和转录组学方法,研究发现Pb2+暴露刺激了P.oxalicum细胞膜的劣化和核苷酸代谢障碍MIPP过程促进了胞外Pb2+的矿化,从而缓解了核苷酸代谢抑制和膜的化。这些结果为Pb2+暴露对MIPP中微生物的生物毒性提供了新的生物分子信息,该方法应用于环境Pb2+修复提供理论支撑

田江博士致力于MIPP技术的土壤重金属修复机制及其应用性研究,通过利用土壤解磷微生物及菌群,耦合环境友好型有机质、无机磷等构建可原位高效固化/矿化重金属的复配体系近三年来先后探讨了MIPP技术中的解磷微生物溶磷机制(Curr Microbiol, 2020; Metabolites, 2020; Biology, 2021)、铅离子生物矿化机制(Ecotox Environ Safe, 2021)、解磷微生物细胞适应性机制(J Hazard Mater, 2022)及联合植物毒性效应(J Hazard Mater, 2021),并授权国家专利2项。

 

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