微生物所合作研究揭示稻田土壤二甲基砷脱甲基机制
近日，中国科学院微生物研究所东秀珠研究团队与南京农业大学赵方杰团队合作在The ISME Journal发表了题为“Methylotrophic methanogens ａｎｄ bacteria synergistically demethylate dimethylarsenate ｉｎ paddy soil ａｎｄ alleviate rice straighthead disease”的文章，研究揭示了稻田土壤中DMAs脱甲基的功能微生物及脱甲基途径与机制，为防控水稻“直穗病”提供理论依据。
研究团队首先发现甲基营养型产甲烷古菌具有DMAs的脱甲基能力（图1A），且产甲烷马赛球菌Methanomassiliicoccus 是优势产甲烷古菌（图1B）。随后，从甲基营养型富集液中分离得到一株H2依赖型的甲基营养型产甲烷古菌Methanomassiliicoccus luminyensis CZDD1，（图1C）添加菌株CZDD1显著加速了富集液中DMAs脱甲基过程（图1D）。
图1. 甲基营养型产甲烷古菌富集液的DMAs脱甲基能力（A）富集液中主要产甲烷古菌组成（B）；分离获得H2还原甲基类产甲烷古菌Methanomassiliicoccus luminyensis CZDD1（C）；添加产甲烷古菌Methanomassiliicoccus luminyensis CZDD1富集液DMAs脱甲基速率的影响（D）
随后，本研究将具有DMAs脱甲基能力的产甲烷马赛球菌CZDD1与梭菌共培养液添加至水稻土中，降低了水稻对DMAs的积累，有效缓解了水稻“直穗病”（图2）。
图2. 添加Methanomassiliicoccus luminyensis CZDD1与Clostridium malenominatum CZB5共培养液对水稻颖壳中DMAs含量（A），水稻“直穗病”发病率（B）及水稻结实率（C）的影响。
中国科学院微生物研究所助理研究员李凌燕和南京农业大学资环学院副教授陈川为该文章共同第一作者，中国科学院微生物研究所东秀珠研究员和南京农业大学赵方杰教授为本文共同通讯作者。本项目研究得到了国家自然科学基金和中央高校基础科研经费的资助。
