Methane Cycling Microbes are Important Predictors of Methylmercury Accumulation in Rice Paddies
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Microbial production of methylmercury from inorganic mercury in rice paddies poses health risks to consumers of this essential dietary staple. Although mercury-methylating communities are well characterized, the microbial guilds contributing to methylmercury accumulation in rice paddies remain unclear. Here, we collected paddy soils across a mercury concentration gradient throughout the rice growing season to identify microbial and environmental factors influencing methylmercury dynamics. We show that hgcA gene abundance, the key gene required for methylation, was not a significant predictor of methylmercury concentration in paddy soils. We also show that merB gene abundance correlated with methylmercury in mercury-polluted rhizosphere samples. Methane cycling genes were actively expressed, and their beta-diversity was significantly associated with methylmercury levels. Methanogen abundance correlated with higher methylmercury under elevated total mercury concentrations. Analysis of the methanotroph-associated mbnT gene, implicated in demethylation, revealed an unexpected positive correlation with methylmercury. Multiple regression and machine learning models converged on mercury bioavailability and methanogen/methanotroph abundances as key predictors of methylmercury, with methanogen-associated hgcA gene abundance and methanogen-methanotroph interactions highlighted under flooded, low-redox conditions. These findings suggest that methane-cycling microbes play key roles in methylmercury cycling dynamics and point to management strategies that could simultaneously mitigate mercury pollution and greenhouse gas emissions. Importance Methylmercury is a microbially-derived neurotoxin that accumulates in rice, which is a global food staple. Predicting mercury’s fate in rice paddies is challenging because of the interplay between microbes responsible for methylmercury cycling and variables that control mercury availability. Our study coupled genomic and geochemical measurements with machine learning to identify the key predictors of methylmercury accumulation in paddy soils. We demonstrate that methanogen and methanotroph abundance, and mercury bioavailability, are major predictors of methylmercury variability in paddies. We show that considering interactions between methane cycling guilds improves our capacity to predict methylmercury accumulation in soils compared to approaches that rely solely on mercury cycling genes. This work can inform remediation strategies for mercury in rice paddies but also wetlands and permafrost where methane and mercury cycling are tightly coupled. Such strategies could provide a solution to simultaneously mitigate methylmercury exposure and reduce greenhouse gas emissions amid global environmental change.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».