跨生物界微生物互作驱动百年金矿尾矿中砷解毒与功能稳定的机制研究

《Journal of Hazardous Materials》：Cross-Kingdom Microbial Interactions Drive Arsenic Detoxification and Functional Stabilization in Century-Old Mine Tailings

　　本文揭示了在130年矿龄的酸性贫营养金矿尾矿中，细菌-真菌-古菌跨生物界协同作用通过碳固定、磷溶解释放等代谢功能驱动砷（As）稳定化的微生物机制。研究发现pH是驱动微生物群落构建的关键因子，关键类群（如Alicyclobacillus、Oidiodendron）展现出砷解毒遗传潜能，为矿业废弃地的靶向生物修复提供了理论框架。

　　

¹研究局限与未来展望

本研究存在若干局限性，为未来研究指明方向。虽然共现网络分析提示了微生物间的相互作用，但这些统计相关性并不能确立因果关系，关于磷通量或砷解毒等过程中代谢互补性的假设仍需要实验证实。未来工作应包含关键类群（如Metallibacterium和Oidiodendron）的共培养实验，以从机制上验证这些相互作用。

²结论

本研究从机制上阐明了微生物群落如何促进百年金矿尾矿中金属(loid)的长期稳定化。PbAs₂O₆矿物的持续存在表明了深度风化作用，并暗示了砷长期固定化的潜在机制。微生物组成的深度依赖性变化及生物标志类群的识别反映了由环境梯度驱动的生态位分化。环境过滤（特别是pH和金属(loid)浓度）通过确定性过程主导了细菌群落的构建，而真菌群落则表现出更高的扩散限制和更弱的环境选择。细菌-真菌-古菌的协同互作通过碳固定、磷溶解和砷（As）解毒（例如砷还原和砷酸铅沉淀）共同稳定了尾矿生态系统。这些发现为开发基于微生物群落的修复策略提供了理论基础，旨在恢复受采矿影响的生态系统。

³环境意义

细菌、真菌和古菌之间的跨生物界协同作用使得金属(loid)在130年矿龄的金矿尾矿中得以固定化。通过识别关键类群（Alicyclobacillus, Oidiodendron, Ferroplasma）及其潜在相互作用，本研究建立了一个基于微生物群落的框架，以指导受采矿影响生态系统的可持续恢复。