生態農業：土壤碳蓄存之預測模型優化及驗證【土壤環境科學系/劉雨庭特聘教授】
| 論文篇名 | 英文：Accumulation and bio-oxidation of arsenite mediated by thermoacidophilic Cyanidiales: Innate potential biomaterials toward arsenic remediation 中文：嗜熱嗜酸性藻類 Cyanidiales 引導的砷酸鹽的累積與生物氧化：作為砷污染復育的天然潛在生物材料 |
| 期刊名稱 | Bioresource Technology |
| 發表年份,卷數,起迄頁數 | 2024. 406:130912 |
| 作者 | Cho, Yen-Lin; Tzou, Yu-Min(鄒裕民); Assakinah, Afifah; Than, Nhu Anh Thi; Yoon, Hwan Su; Park, Seung In; Wang, Chun-Chieh; Lee, Yao-Chang; Hsu, Liang-Ching; Huang, Pei-Yu; Liu, Shao-Lun; Liu, Yu-Ting(劉雨庭)* |
| DOI | 10.1016/j.biortech.2024.130912 |
| 中文摘要 | 解決自然和人為污染的砷（As）問題對環境健康至關重要。本研究探討了在酸性至中性pH下，利用嗜酸性藻類Cyanidiales，特別是Cyanidium caldarium (Cc)和Galdieria partita (Gp)，去除砷酸鹽[As(III)]的效果，並確定了與砷物種和蛋白質二級結構相關的As(III)解毒機制。在As(III)吸附量方面，Cc優於Gp，在pH 5.0時達到83.2 mg g⁻¹的去除量。其中，23.5%的吸附砷以砷酸鹽[As(V)]與多醣的錯合形式存在，其他主要物種包括As(III)-半胱氨酸(41.2%)和As(III)-多醣(35.3%)錯合物。這表明As(III)直接進入細胞，而非以As(V)形式。伴隨細胞內As(III)-半胱氨酸錯合物的形成，這些機制可能是Cyanidiales在6小時孵育過程中有效累積As(III)的關鍵。這些結果強調了Cyanidiales在可持續As(III)復育中的潛力，並提供了應對As(III)毒性的新的見解。 |
| 英文摘要 | Addressing geogenic and anthropogenic arsenic (As) pollution is critical for environmental health. This study explored arsenite [As(III)] removal using Cyanidiales, particularly Cyanidium caldarium (Cc) and Galdieria partita (Gp), under acidic to neutral pH, and determined As(III) detoxification mechanisms in relation to As speciation and protein secondary structure in Cyanidiales. Regarding As(III) sorption amounts, Cc outperformed Gp, reaching 83.2 mg g−1 of removal at pH 5.0. Wherein, 23.5 % of sorbed As on Cc presented as arsenate [As(V)] complexation with polysaccharides, alongside other predominant species including As(III)-cysteine (41.2 %) and As(III)-polysaccharides (35.3 %) complexes. This suggested that As(III) was directly transported into cells, rather than As(V). Coupled with the formation of As(III)-cysteine complexes within cells, these mechanisms may be key to efficiently accumulating As(III) in Cyanidiales during the 6-h incubation. These results highlight the potential of Cyanidiales for sustainable As(III) remediation and provide new insights into managing As(III) toxicity. |
| 發表成果與本中心研究主題相關性 | 此研究與永續農業創新發展中心的相關性在於其對環境污染復育的貢獻，特別是在處理砷污染方面。永續農業強調環境保護與資源的可持續利用，而本研究探討了利用嗜酸性藻類（如Cyanidiales）進行砷(III)去除，提供了一種天然的生物材料來應對農業土壤或水源中的砷污染問題。這種基於生物的解決方案與永續農業理念一致，因為它不僅有助於提升土壤和水質的安全性，還能減少對化學藥劑的依賴，推動更綠色、低影響的農業實踐。研究揭示的砷解毒機制及其對砷吸收的高效性，為未來農業污染復育和生態保護技術的發展提供了新思路，符合中心追求創新和可持續性的目標。 |
