近日，華中農業大學生命科學技術學院、農業微生物學國家重點實驗室王革嬌教授領銜的環境微生物課題組在國際學術期刊Journal of Hazardous Materials發表了關于假單胞菌菌劑對重金屬鎘污染鈍化的最新研究成果，闡明了假單胞菌菌劑通過新型鎘結合蛋白去除鎘的分子機制及菌劑對促進植物和土壤健康與降低鎘含量的積極作用。   　　該課題組從鎘污染農田土中分離鑒定了一株鎘抗性細菌假單胞菌B7，該細菌培養后可完全去除溶液中的鎘離子。采用差異蛋白質組學分析技術，鎘離子能夠顯著激活一種碳酸酐酶的表達，命名為CadW。通過體內與體外實驗證明了該蛋白能夠提高細菌對鎘離子的抗性，且能夠與鎘離子特異性結合從而將鎘離子固定在細胞內部，其中123位的組氨酸為其保守的鎘離子結合位點。將該微生物菌劑結合化學修復劑硅酸鹽應用于鎘污染白菜盆栽實驗中，發現該微生物菌劑結合硅酸鹽可以有效的鈍化土壤中的鎘，減少植物對鎘離子的吸收，使白菜地上部分鎘含量下降了34%，達到了安全可食用范圍。植物酶活與土壤酶活分析，發現該混合菌劑可以緩解化學修復劑硅酸鹽對植物和土壤的不利影響，具有增強植物與土壤健康的作用。   　　該課題組闡明了細菌中一種新型的鎘鈍化機制，從酶學角度探究了微生物對恢復土壤和植物健康的重要作用。其研究結果為理解微生物介導的環境中鎘鈍化邁出了重要的一步，為微生物菌劑在鎘污染修復中的作用提供了重要理論價值和應用潛力。   　　華中農業大學生命科學技術學院武士娟博士為第一作者、王革嬌教授與史凱祥副研究員為共同通訊作者，該工作得到國家自然科學基金的資助。   　　英文摘要：   　　In this study, we isolated a highly cadmium （Cd）-resistant bacterium, Pseudomonassp. B7, which immobilized 100% Cd（II） from medium. Culturing strain B7 with Cd（II） led to the change of functional groups, mediating extracellular Cd（II） adsorption. Proteomics showed that a carbonic anhydrase, CadW, was upregulated with Cd（II）。 CadW expression in Escherichia coli conferred resistance to Cd（II） and increased intracellular Cd（II） accumulation. Fluorescence assays demonstrated that CadW binds Cd（II） and the His123 residue affected Cd（II） binding activity, indicating that CadW participates in intracellular Cd（II） sequestration. Chinese cabbage pot experiments were performed using strain B7 and silicate [Si（IV）]. Compared with the control, Cd content in aboveground parts significantly decreased by 21.3%, 29.4% and 32.9%, and nonbioavailable Cd in soil significantly increased by 129.4%, 45.0% and 148.7% in B7, Si（IV） and B7 +Si（IV） treatments, respectively. The application of Si（IV） alone reduced chlorophyll content by 20.8% and arylsulfatase activity in soil by 33.9%, and increased malonaldehyde activity by 15.0%. The application of strain B7 alleviated the negative effect of Si（IV） on plant and soil enzymes. Overall, application of Si（IV） is most conducive to the decreased Cd accumulation in plant, and strain B7 is beneficial to maintaining soil and plant health.   　　全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389421028880