The role of an Sb-oxidizing bacterium in modulating antimony speciation and iron plaque formation to reduce the accumulation and toxicity of Sb in rice (Oryza sativa L.)

根际 水稻 化学 植物毒性 细菌 毒性 氧化剂 光合作用 核化学 环境化学 植物 生物 生物化学 无机化学 遗传学 有机化学 基因
作者
Jiaxing Wu,Ying Jiao,Maodi Ran,Jiaokun Li
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:469: 133897-133897 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2024.133897
摘要

Microbial antimony (Sb) oxidation in the root rhizosphere and the formation of iron plaque (IP) on the root surface are considered as two separate strategies to mitigate Sb(III) phytotoxicity. Here, the effect of an Sb-oxidizing bacterium Bacillus sp. S3 on IP characteristics of rice exposed to Sb(III) and its alleviating effects on plant growth were investigated. The results revealed that Fe(II) supply promoted IP formation under Sb(III) stress. However, the formed IP facilitated rather than hindered the uptake of Sb by rice roots. In contrast, the combined application of Fe(II) and Bacillus sp. S3 effectively alleviated Sb(III) toxicity in rice, resulting in improved rice growth and photosynthesis, reduced oxidative stress levels, enhanced antioxidant systems, and restricted Sb uptake and translocation. Despite the ability of Bacillus sp. S3 to oxidize Fe(II), bacterial inoculation inhibited the formation of IP, resulting in a reduction in Sb absorption on IP and uptake into the roots. Additionally, the bacterial inoculum enhanced the transformation of Sb(III) to less toxic Sb(V) in the culture solution, further influencing the adsorption of Sb onto IP. These findings highlight the potential of combining microbial Sb oxidation and IP as an effective strategy for minimizing Sb toxicity in sustainable rice production systems.
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