Nature Geoscience丨湿地土壤中厌氧甲烷氧化和还原性砷活化的耦合

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厌氧甲烷氧化与电子受体(如硫酸盐)的还原耦合，有助于它们在环境中的生物地球化学循环。然而，砷酸盐是否作为厌氧甲烷氧化的替代电子受体，以及这如何影响全球砷的转化仍不清楚。该研究对中国七个省的湿地砷污染的土壤进行了培养实验。

通过使用同位素标记甲烷，该研究发现厌氧甲烷氧化与砷酸盐还原速率的比值接近理论上的砷与甲烷的化学计量比值，其值约为4。在对天然湿地土壤的微区培养实验中，厌氧甲烷氧化和砷酸盐还原的耦合途径贡献了土壤砷总释放量的26–49%，其中砷为较易溶解和有毒的亚砷酸盐。比较基因定量和元基因组测序表明，厌氧甲烷菌或独立促进了耦合途径，或协同砷还原菌通过反甲烷合成（reverse methanogenesis）和减少呼吸性砷酸盐还原协同促进耦合途径。进一步的生物信息学分析表明，反甲烷合成和呼吸性砷酸盐还原的编码基因在自然界中普遍协同分布。这表明厌氧甲烷氧化和砷酸盐还原的耦合是一个潜在的但过去容易被忽视的全球过程，它影响着砷的活化和环境污染。

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https://doi.org/10.1038/s41561-020-00659-z

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