New phytol.｜中国农业科学院苏世鸣研究员团队发现强化水稻根表铁膜-生物膜天然屏障实现降砷增产新机制

砷污染是影响稻米质量安全的重要环境问题。中国农业科学院苏世鸣研究员团队基于植物根际促生菌Bacillus subtilis，通过导入砷结合蛋白TaGlo1，构建了抗砷促生工程菌B. subtilis p43-Taglo1。研究发现，该工程菌能稳定定殖于水稻根表，强化根表铁膜-生物膜复合结构，从而将更多砷固定在根表界面，显著降低籽粒砷含量并提高产量。机制上，该菌株在砷胁迫下增强了Fe(II)氧化能力，促进Fe(III)矿物沉淀，同时产生更多铁载体和胞外聚合物，为砷固定提供结合位点。双RNA测序揭示，接种后细菌中相关基因表达上调，水稻根系中生长素等促生长途径被激活，亚砷酸盐吸收转运基因表达下调。该研究为砷污染稻田绿色修复和稻米安全生产提供了理论与技术支撑。