《Journal of Environmental Radioactivity》：Enrichment of uranium-resistant microbial flora for U(VI) removal and mechanism analysis
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•在pH 6、35°C条件下，微生物菌群对铀的去除率达到90.9%。•U(VI)导致MDA升高，并改变了SOD/CAT的抗氧化活性。•含氧基团和酰胺基团与铀结合，形成了铀-P矿物。•不动杆菌（Acinetobacter）大量繁殖；三羧酸循环（TCA）和群体感应基因辅助防御。引
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在pH 6、35°C条件下，微生物菌群对铀的去除率达到90.9%。
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U(VI)导致MDA升高，并改变了SOD/CAT的抗氧化活性。
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含氧基团和酰胺基团与铀结合，形成了铀-P矿物。
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不动杆菌（Acinetobacter）大量繁殖；三羧酸循环（TCA）和群体感应基因辅助防御。
引言
铀是一种放射性金属元素，被用作核反应堆燃料。近年来，铀矿开采活动显著增加，与全球核电需求的增长并行发展。铀矿开采和选矿过程中产生的各种尾矿和废石，在人类活动和自然环境的共同作用下，当矿石进入水体时便会发生释放（Pehoiu等，2019）。铀尾矿库的废水迁移至天然水资源中，且流出水体的铀含量远高于标准排放水体（Mathuthu等，2021），这意味着此类尾矿具有危害性，影响周围环境，亟需进行管控。铀能够在人体内残留，并蓄积至导致不可逆损伤的水平（Bangotra等，2021）。这种损伤可以表现为多种症状，包括肾衰竭、DNA损伤以及对神经系统和生殖健康的影响（Zhang等，2022）。铀是一种持久性、不可降解的物质，具有毒性且能生物蓄积（Deepika等，2024），因此对生态系统和人类健康构成潜在威胁。
研究者广泛利用从铀尾矿中分离的微生物菌群进行铀污染减缓研究，这得益于其来源广泛、适应性强且无二次污染等特点（Guo等，2024；Selvakumar等，2018）。微生物细胞表面存在多种官能团，包括磷酸基、羧基、氨基和羟基。重金属离子的固定化最终通过其与各细菌表面特定物质的相互作用实现，尤其是细胞壁组分和胞外聚合物（Priya等，2022）。此外，作为放射性重金属的铀已被证明对微生物具有特别强的毒性。已确立铀可能通过产生活性氧（ROS）引起氧化应激（Lerebours等，2010）。ROS具有高度破坏性，通过降低NADH和ATP的产生来损害细胞呼吸链，同时还可导致蛋白质变性和膜脂质过氧化（Liu等，2019a）。因此，据报道铀可在HK-2细胞中诱导氧化应激、线粒体损伤和DNA损伤，导致细胞凋亡（Qiang等，2023）。当细胞受到氧化应激时，抗氧化系统也会做出响应，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的活性水平会大幅升高，以防止ROS造成的细胞损伤（Orellana等，2014）。在U(VI)和Th(IV)胁迫下，耐重金属的热嗜性黄热病厌氧菌产生SOD和CAT以抵抗细胞损伤，且抗氧化酶的活性水平随U(VI)浓度和培养时间的增加而升高（Acer等，2022）。然而，关于分离得到的微生物菌群铀脱毒机制的研究相对较少。
微生物菌群有助于铀污染治理，因为它们已经能够耐受此类环境中存在的污染物。在本研究中，对从中国南部铀尾矿场附近分离的耐铀微生物进行了研究，并探讨了其抵御铀毒性的防御机制。此外，还考察了环境因素对微生物除铀效果的影响，并在与铀共培养后对样品进行了评估，以深入了解微生物除铀的机制。
各章节摘要
微生物菌群的富集
从中国南部铀矿尾矿附近采集了671.1 g土壤样品。微生物菌群的分离过程如下：将土壤样品过40目筛（粒径<425 μm）后，取10 g土壤溶于90 mL无菌水中，充分振荡后将上清液稀释，接种至含有10 mg/L U(VI)、pH为7的固体Luria-Bertani（LB）培养基（酵母浸出物5.0 g/L、蛋白胨10.0 g/L、NaCl 5.0 g/L）中，随后
环境因素的影响
环境pH是影响铀去除效率的重要因素，它通过改变微生物表面官能团的电荷和水溶液中铀酰离子的构型来发挥作用（Xie等，2023）。在本研究中，评估了五个pH值（3、4、5、6和7），以考察溶液pH对微生物菌群在24 h培养期内去除10 mg/L U(VI)效率的影响。如图1a和b所示，pH
结论
从中国南部铀尾矿附近土壤分离得到的菌群在处理后12 h对10 mg/L U(VI)的去除效率达到90.9%。通过MDA含量变化以及SOD和CAT活性变化观察到铀对微生物菌群产生了胁迫作用，反映了生理应激反应与U(VI)诱导的微生物群落组成变化的共同效应。参与微生物对铀响应的官能团主要为含氧基团
CRediT作者贡献声明
曾涛涛（Taotao Zeng）：审稿与编辑、概念构思。熊志宇（Zhiyu Xiong）：初稿撰写、软件、调查研究、数据管理。肖怡（Yi Xiao）：软件、调查研究、数据管理。刘家瑶（Jiayao Liu）：软件、调查研究、数据管理。王国华（Guohua Wang）：审稿与编辑。张明娟（Mingjuan Zhang）：审稿与编辑、数据管理。李诗友（Shiyou Li）：监督指导、数据管理。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（52170164）和湖南省科技创新计划（2022RC1184）的支持。作者感谢中南大学铀矿冶生物技术国防重点实验室在铀测量方面提供的帮助，并感谢彭润意（Runyi Peng）对稿件的修订。
Taotao Zeng|Zhiyu Xiong|Yi Xiao|Jiayao Liu|Guohua Wang|Mingjuan Zhang|Shiyou Li
