在国家自然科学基金等项目资助下，广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员孙蔚旻团队与西安建筑科技大学教授张海涵团队合作，以砷污染稻田土壤为研究对象，揭示了水稻根系内生菌调控砷形态的机制。相关成果近日发表于《环境污染》（Environmental Pollution）。

不同水分管理模式下水稻根系内生菌介导的砷生物转化。研究团队供图

砷污染是威胁农田生态与粮食安全的重要问题。水稻作为全球主要粮食作物，其长期淹水种植方式易促进土壤中砷的活化，增加根系及籽粒中的砷累积。尽管三价砷[As(III)]的毒性和迁移性更强，但水稻根内砷形态常以五价砷[As(V)]为主，因此阐明水稻体内砷形态转化及其调控机制，对降低稻米砷累积风险、保障农产品安全具有重要意义。

研究团队设置淹水和旱作两种水分管理方式，结合砷形态分析、根际与根内生微生物群落解析、功能基因定量、内生菌活性测定及宏基因组分析，系统研究了不同水分管理条件下水稻根际—根内生系统中砷形态变化及其微生物驱动机制。

结果表明，水分管理显著影响根际砷形态：淹水条件下As(III)占比较高，砷生物有效性增强；旱作条件下则以As(V)为主。但水稻根内砷形态稳定，均以As(V)为主导。功能基因定量与内生菌活性测定进一步发现，根内生微生物的砷转化功能相对稳定，其中As(III)氧化酶基因aioA丰度高于As(V)还原基因arrA和arsC；宏基因组分析揭示了潜在的根内生砷氧化功能类群。淹水条件下，携带aioA基因的微生物主要隶属于红环菌科；旱作条件下，红环菌科、伯克氏菌科和黄色杆菌科等类群可能共同参与As(III)氧化。

该研究深化了对水稻根际-根内生界面砷迁移转化机制的理解，揭示了根系内生菌在调控水稻体内砷形态中的关键作用，也为利用功能内生菌降低稻米砷累积风险提供了理论依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128194