砷氧化菌株的筛选及Bosea sp.AS-1基因组分析

[目的] 对湖南省锡矿山地区的砷氧化菌株的种属进行初步鉴定,并对砷锑氧化菌株Bosea sp.AS-1（简称AS-1）进行全基因组测序和生物信息学分析。[方法] 分离砷氧化菌株,并利用16S rRNA基因测序进行菌种鉴定。在此基础上,对能够高效氧化砷的菌株AS-1进行全基因组测序,对测序数据进行基因组装和功能注释、COG、GO及KEGG聚类分析,以及次级代谢产物合成基因簇与代谢途径预测等。[结果] 湖南省锡矿山的砷氧化菌株主要分布在α-、β-、γ-变形菌纲以及厚壁菌门。菌株AS-1基因组的测序结果显示AS-1基因组包含一条大小为5.536 Mb环状染色体和两个大小分别为189.9 kb和112.1 kb的质粒。对AS-1基因组进一步分析发现该菌株的基因组中包含砷锑代谢相关基因,还有鞭毛形成、鞭毛运动及生物膜形成的基因,这些基因的存在可能与AS-1能高效耐受和氧化砷和锑的特性相关。此外,菌株AS-1中还存在部分碳固定基因和硫氧化基因,这暗示着AS-1能够进行自养生长并氧化环境中的硫元素。[结论] 菌株AS-1可以在自养条件下生长并且能够氧化Sb（III）为Sb（V）。     

微生物氧化As(III)和Sb(III)的研究进展

砷(Arsenic,As)和锑(Antimony,Sb)属于同族元素,具有相似的化学性质,是公认的有毒类金属(metalloid),广泛存在于自然界中。随着人类的发展,环境中砷和锑的污染日益严重,类金属污染环境的修复已经刻不容缓。现已表明,自然界中的微生物在砷和锑的生物地球化学循环中发挥着重要的作用,尤其是微生物的氧化作用,可以将毒性较强的亚砷酸盐[Arsenite,As(III)]和亚锑酸盐[Antimonite,Sb(III)]氧化为毒性较低的砷酸盐[Arsenate,As(V)]和锑酸盐[Antimonate,Sb(V)],被认为是一种潜在的类金属污染环境修复方法。本文就国内外对As(III)氧化菌和Sb(III)氧化菌的多样性、As(III)和Sb(III)微生物氧化调控机制和应用的研究进展进行总结,旨在为深入了解和探索微生物介导的砷和锑生物地球化学循环及污染环境的微生物修复提供参考。