——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
汞是一種全球性污染物,大氣中的汞可通過(guò)干濕沉降進(jìn)入地表水和土壤,環(huán)境因素的變化可導(dǎo)致汞的轉(zhuǎn)化。從無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化而來(lái)的甲基汞(MeHg)可通過(guò)食物鏈進(jìn)行生物積累,對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。微生物活動(dòng)在汞生物地球化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,例如,merA基因編碼的汞還原酶能夠?qū)g2+還原為Hg0。湖泊中的汞污染影響沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)和功能。已有研究表明,長(zhǎng)期的汞污染會(huì)影響細(xì)菌、真菌群落組成及多樣性。
干旱區(qū)的湖泊具有其特殊性,鹽堿化程度高、藻菌生物膜廣布。藻菌生物膜衰亡之后是沉積物中有機(jī)質(zhì)的重要補(bǔ)充。研究汞污染條件下,鹽度和藻類(lèi)生物質(zhì)對(duì)沉積物微生物多樣性和汞循環(huán)基因豐度的影響,對(duì)分析干旱區(qū)湖泊沉積物汞的生物地球化學(xué)循環(huán)具有重要意義。
中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所環(huán)境污染與生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)室副研究員宋文娟以干旱區(qū)湖泊沉積物和湖泊水體為研究對(duì)象,室內(nèi)模擬構(gòu)建微宇宙實(shí)驗(yàn)。采用qPCR技術(shù),研究汞還原酶基因(merA)和汞甲基化基因(hgcA)的豐度;采用高通量測(cè)序的方法,研究微宇宙體系中微生物多樣性組成和組間的差異。
研究發(fā)現(xiàn),沉積物中對(duì)汞還原和甲基化中起關(guān)鍵作用的是細(xì)菌而非古細(xì)菌。高含量的汞會(huì)降低merA和hgcA的豐度,且導(dǎo)致汞甲基化微生物(Ruminococcaceae,Bacteroidaceaceae和Veillonellaceae)的相對(duì)豐度增加;鹽度和藻生物質(zhì)對(duì)汞循環(huán)基因的影響取決于基因類(lèi)型和濃度;較高藻生物質(zhì)輸入能夠增加merA豐度,降低hgcA豐度,且導(dǎo)致與汞循環(huán)有關(guān)的特定細(xì)菌群落的增加,從而提高參與有機(jī)物分解的細(xì)菌的豐富性。
相關(guān)研究成果以Effect of salinity and algae biomass on mercury cycling genes and bacterial communities in sediments under mercury contamination: Implications of the mercury cycle in arid regions為題,發(fā)表在Environmental Pollution上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。
不同汞污染水平下細(xì)菌merA和hgcA基因豐度的變化
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