Iron Lung: How Rice Roots Induce Iron Redox Changes in the Rhizosphere and Create Niches for Microaerophilic Fe(II)-Oxidizing Bacteria

根际 微需氧菌 缺氧水域 氧化还原 铁质 非生物成分 植物 环境化学 铁载体 化学 生物地球化学 铁细菌 大块土 细菌 生物 生态学 无机化学 遗传学 有机化学
作者
Markus Maisch,Ulf Lueder,Andreas Kappler,Caroline Schmidt
出处
期刊:Environmental Science and Technology Letters [American Chemical Society]
卷期号:6 (10): 600-605 被引量:67
标识
DOI:10.1021/acs.estlett.9b00403
摘要

Although water-logged rice paddies are characterized by anoxic conditions, radial oxygen loss (ROL) from rice roots temporarily oxygenates the soil rhizosphere. ROL not only triggers the abiotic oxidation of ferrous iron (Fe(II)) but also provides the electron acceptor for microaerophilic Fe(II)-oxidizing bacteria (microFeOx). Both processes contribute to the formation of ferric (Fe(III)) iron plaque on root surfaces. Redox interactions at single roots have been studied intensively. However, temporally resolved spatial changes of ROL in the entire rhizosphere and the impact on redoximorphic biogeochemistry are currently poorly understood. Here, we show how ROL spatiotemporally evolves and correlates with Fe-redox transformations. Applying noninvasive measurements in a transparent artificial soil, we were able to visualize opposing O2 and Fe(II) gradients that extend from the root surface 10–25 mm into the rhizosphere. The microoxic zone expanded exponentially in size throughout the entire rhizosphere creating niches for microFeOx. Following iron mineral formation and pH, we show that root-related ROL induces iron redox transformations on and around roots and correlates with rhizosphere acidification. These findings highlight the dynamic nature of roots in the rice plant rhizosphere, and our approach spatiotemporally resolved their impact on iron redox chemistry and microbial niche formation in the rice plant rhizosphere.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
dax大雄完成签到 ,获得积分10
7秒前
玄轩小悟风完成签到,获得积分10
13秒前
安安完成签到,获得积分10
16秒前
栗荔完成签到 ,获得积分10
17秒前
舒适涵山完成签到,获得积分0
17秒前
ROMANTIC完成签到 ,获得积分0
18秒前
可爱的函函应助踏实幻竹采纳,获得10
18秒前
liao完成签到 ,获得积分10
19秒前
科研通AI6.3应助Levi采纳,获得10
20秒前
小李完成签到 ,获得积分10
20秒前
饱满服饰发布了新的文献求助20
21秒前
22秒前
LUOY1完成签到 ,获得积分10
24秒前
白薇完成签到 ,获得积分10
26秒前
xue112完成签到 ,获得积分10
28秒前
鲲鹏完成签到 ,获得积分10
28秒前
34秒前
飞矢不动完成签到,获得积分10
36秒前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
36秒前
冷静灵竹完成签到 ,获得积分10
37秒前
38秒前
lucinda完成签到 ,获得积分10
39秒前
屎侬发布了新的文献求助10
40秒前
Kao应助Wendy采纳,获得10
44秒前
苹果松完成签到,获得积分10
45秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
55秒前
9527发布了新的文献求助10
55秒前
Wendy完成签到,获得积分10
56秒前
拓小八完成签到,获得积分0
57秒前
糖宝完成签到 ,获得积分0
58秒前
勤奋伟泽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
今后应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
所所应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
所所应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Yasong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
希音完成签到 ,获得积分10
1分钟前
理理发布了新的文献求助30
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875060
关于积分的说明 18734558
捐赠科研通 6933484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199826
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506