朱永官团队在土壤动物肠道中砷转化微生物及其代谢方面取得进展

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中国科学院城市环境研究所城市与健康重点实验室朱永官研究员团队基于16S rRNA高通量测序与高通量定量PCR等技术研究了不同浓度砷处理28天后蚯蚓肠道微生物群落结构、砷形态及砷代谢相关基因。

来源：中国科学院城市环境研究所网站（2019年4月9日）
 
砷广泛分布于自然环境中，是一种毒性较强的环境污染物，随着社会经济的快速发展，大量有机砷制剂在畜禽养殖和农业生产中的使用及含砷污染物的随意排放造成严重的农田土壤污染，并可通过食物链威胁到人类健康。蚯蚓是土壤生态系统中一个极其重要的生物多样性储存库，经常被用做评价土壤健康水平和质量的生物标志物，在有机物降解、营养元素的循环和金属元素的生物有效性方面起重要作用，研究表明其肠道微生物协助宿主执行这些生态学功能。土壤中的砷会对土壤生物体产生毒性，以前的研究多集中于砷对蚯蚓的毒理效应、砷在蚯蚓体内的生物富集及形态。厌氧环境下微生物介导的砷转化过程对砷的形态、迁移转化、毒性等也具有重要影响。然而，关于土壤动物肠道中砷对微生物群落结构的影响以及肠道中砷代谢相关基因与砷形态相关性研究较少。

中国科学院城市环境研究所城市与健康重点实验室朱永官研究员团队基于16S rRNA高通量测序与高通量定量PCR等技术研究了不同浓度砷处理28天后蚯蚓肠道微生物群落结构、砷形态及砷代谢相关基因。发现肠道微生物群落与周围土壤环境微生物存在显著差异；外源砷污染显著降低蚯蚓肠道微生物的多样性组成；另外土壤中五价砷占主导而三价砷是蚯蚓肠道中砷的主要砷形态，与高通量定量PCR测得的砷氧化还原和解毒外排的基因在所有基因中占主导而砷甲基化去甲基化相关基因含量很低一致。这些结果有助于提升我们对土壤动物肠道微生物介导下的砷生物地球化学循环的认知。

该研究成果以Effects of Arsenic on Gut Microbiota and Its Biotransformation Genes in Earthworm Metaphire sieboldi为题发表于Environmental Science & Technology（DOI: 10.1021/acs.est.8b06695）。2017级博士研究生王洪涛为该论文第一作者，薛喜枚副研究员为通讯作者，该研究得到了国家重点研发计划（2017YFD0801300和2016YFD0800700）和国家自然科学基金面上项目（41877422）的支持。

砷引起肠道微生物群落结构发生改变及土壤和肠道内的砷代谢相关基因

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