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Selective Uptake of Alkaline Earth Metals by Cyanobacteria Forming Intracellular Carbonates

机译：蓝藻形成细胞内碳酸盐对碱土金属的选择性吸收

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摘要

The uptakes of calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba) by two cyanobacterial strains, Cyanothece sp. PCC7425 and Gloeomargarita lithophora, both forming intracellular carbonates, were investigated in laboratory cultures. In the culture medium BG-11 amended with 250 μM Ca and 50 or 250μM Sr and Ba, G. lithophora accumulated first Ba, then Sr, and finally Ca. Sr and Ba were completely accumulated by G. lithophora cells at rates between 0.02 and 0.10 fmol h~(-1) cell~(-1) and down to extracellular concentrations below the detection limits of inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. Accumulation of Sr and Ba did not affect the growth rate of the strain. This sequential accumulation occurred mostly intracellularly within polyphosphate and carbonate granules and resulted in the formation of core-shell structures in carbonates. In contrast, Cyanothece sp. PCC7425 showed neither a preferential accumulation of heavier alkaline earth metals nor core-shell structures in the carbonates. This indicated that fractionation between alkaline earth metals was not inherent to intracellularly calcifying cyanobacteria but was likely a genetically based trait of G. lithophora. Overall, the capability of G. Uthophora to sequester preferentially Sr and Ba at high rates may be of considerable interest for designing new remediation strategies and better understanding the geochemical cycles of these elements.
机译：两种蓝细菌菌株Cyanothece sp。对钙（Ca），锶（Sr）和钡（Ba）的吸收。在实验室培养物中研究了形成细胞内碳酸盐的PCC7425和Gloeomargarita lithophora。在用250μMCa和50或250μMSr和Ba修饰的BG-11培养基中，虎杖G.首先积累Ba，然后是Sr，最后是Ca. Sr和Ba完全被石藻细胞以0.02至0.10 fmol h〜（-1）cell〜（-1）的速率累积，并降至胞外浓度低于感应耦合等离子体原子发射光谱法的检测极限。 Sr和Ba的积累不影响菌株的生长速率。这种顺序积累主要发生在多磷酸盐和碳酸盐颗粒的细胞内，并导致碳酸盐中核壳结构的形成。相比之下，蓝藻sp。 PCC7425既未显示出较重的碱土金属的优先聚集，也未显示出碳酸盐中的核-壳结构。这表明碱土金属之间的分馏不是细胞内钙化蓝细菌固有的，而是可能是石斑鱼的遗传性状。总体而言，乌氏菌以高速率优先螯合Sr和Ba的能力可能对于设计新的补救策略和更好地理解这些元素的地球化学循环具有重大意义。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2016年第21期|11654-11662|共9页
  • 作者

    Nithavong Cam; Karim Benzerara; Thomas Georgelin; Maguy Jaber; Jean-Francois Lambert; Melanie Poinsot; Feriel Skouri-Panet; Laure Cordier;

  • 作者单位

    Institut de Mineralogie, de Physique des Materiaux et de Cosmochimie (IMPMC), Institut de Recherche pour le Developpement (IRD) Unite Mixte de Recherche (UMR) 206, Museum National d'Histoire Naturelle, UMR Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7590, Univereite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France ,Laboratoire de Reactivite de Surface (LRS), Unite Mixte de Recherche (UMR) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7197, Universite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Institut de Mineralogie, de Physique des Materiaux et de Cosmochimie (IMPMC), Institut de Recherche pour le Developpement (IRD) Unite Mixte de Recherche (UMR) 206, Museum National d'Histoire Naturelle, UMR Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7590, Univereite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Laboratoire de Reactivite de Surface (LRS), Unite Mixte de Recherche (UMR) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7197, Universite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Laboratoire d'Archeologie Moleculaire et Structural (LAMS), Unite Mixte de Recherche (UMR) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 8220, Universite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Laboratoire de Reactivite de Surface (LRS), Unite Mixte de Recherche (UMR) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7197, Universite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Institut de Mineralogie, de Physique des Materiaux et de Cosmochimie (IMPMC), Institut de Recherche pour le Developpement (IRD) Unite Mixte de Recherche (UMR) 206, Museum National d'Histoire Naturelle, UMR Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7590, Univereite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France ,Laboratoire de Reactivite de Surface (LRS), Unite Mixte de Recherche (UMR) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7197, Universite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Institut de Mineralogie, de Physique des Materiaux et de Cosmochimie (IMPMC), Institut de Recherche pour le Developpement (IRD) Unite Mixte de Recherche (UMR) 206, Museum National d'Histoire Naturelle, UMR Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7590, Univereite Pierre et Marie Curie (UPMC) Universite Paris 06, Sorbonne Universites, 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France;

    Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Unite Mixte de Recherche (UMR) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) 7154, Universite Paris Diderot, Sorbonne Paris Cite, 1 Rue Jussieu, 75238 Paris Cedex 05, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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