Rice Root Iron Plaque as a Mediator to Stimulate Methanotrophic Nitrogen Fixation

固氮 铁酸盐 甲烷厌氧氧化 氮气 固氮酶 调解人 甲烷 氮气循环 生物利用度 细菌 环境化学 化学 共生 重氮 氧化还原 农学 氧化铁 微生物群 固碳 微生物 铁细菌 肥料 产甲烷 鳞片岩 铁载体 甲烷利用细菌 植物 水稻
作者
Linpeng Yu,Rong Jia,Shiqi Liu,Shuan Li,Yan Shen,Christopher Rensing,Shungui Zhou
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:59 (38): 20411-20420 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c11221
摘要

Iron plaque (IP) on rice root surfaces has been extensively documented as a natural barrier that effectively reduces contaminant bioavailability and accumulation. However, its regulatory mechanisms in rhizospheric methane oxidation and biological nitrogen fixation (BNF) remain elusive. This study reveals a previously unrecognized function of IP: mediating methanotrophic nitrogen fixation through coupled aerobic methane oxidation and IP reduction (Fe-MOX). Using a hydroponic coculture system integrating methane-oxidizing bacteria and rice seedlings, we demonstrated that IP enhanced microbial methane oxidation by 46.8% and significantly stimulated BNF rate by 33.6%, with methane-derived carbon accounting for 89.1% of the BNF energy source. Notably, dissolved iron removal did not diminish the BNF enhancement, excluding mediation by soluble iron species. Intriguingly, ferrihydrite supplementation at equivalent iron concentrations failed to replicate the BNF stimulation observed with IP, suggesting the indispensability of root-associated iron redox cycling. Mechanistic analyses identified that Methylosinus/Methylocystis species mediated Fe(III) reduction, synergistically collaborating with specific rhizobial strains to execute Fe-MOX-dependent BNF. These findings uncover a previously overlooked yet pronounced contribution of IP to BNF, providing novel insights for developing dual-strategy approaches to mitigate methane emissions and reduce nitrogen fertilizer dependency in paddy ecosystems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
闾阎grit完成签到,获得积分10
4秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
4秒前
卡牌大师完成签到,获得积分10
8秒前
乐樂完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
伶俐的火完成签到 ,获得积分10
11秒前
任性的一斩完成签到,获得积分10
14秒前
Jun完成签到 ,获得积分10
14秒前
Jason完成签到 ,获得积分10
17秒前
杨永佳666完成签到 ,获得积分10
18秒前
初见完成签到 ,获得积分10
18秒前
可靠的初晴完成签到,获得积分10
21秒前
桐桐应助arniu2008采纳,获得10
23秒前
xiangshu完成签到,获得积分10
24秒前
BinSir完成签到 ,获得积分10
24秒前
冬日空虚完成签到,获得积分10
25秒前
藏锋完成签到 ,获得积分10
28秒前
和谐的万宝路完成签到,获得积分10
30秒前
房东家的猫完成签到,获得积分10
34秒前
2012csc完成签到 ,获得积分0
36秒前
lyb1853完成签到 ,获得积分10
39秒前
ky完成签到,获得积分10
40秒前
41秒前
今后应助Yanz采纳,获得10
45秒前
lzh完成签到 ,获得积分10
45秒前
迷路的白开水完成签到 ,获得积分10
45秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
45秒前
kyle完成签到 ,获得积分10
49秒前
科研通AI2S应助小胖橘采纳,获得10
52秒前
leapper完成签到 ,获得积分10
54秒前
香菜张完成签到,获得积分10
54秒前
54秒前
爱航空完成签到 ,获得积分10
55秒前
石榴木完成签到 ,获得积分10
56秒前
58秒前
阳光大山完成签到 ,获得积分10
59秒前
59秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
59秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
59秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
59秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6459163
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8268343
关于积分的说明 17621504
捐赠科研通 5528320
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905905
邀请新用户注册赠送积分活动 1882616
关于科研通互助平台的介绍 1727721