污染水體中新型菲降解菌的原位探查與分離確認研究獲進展

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曉木蟲

污染水體中新型菲降解菌的原位探查與分離確認研究獲進展

摘要: 　　依靠傳統(tǒng)富集分離培養(yǎng)方法（室內培養(yǎng)）獲得的多環(huán)芳烴（PAHs）降解菌，在石油污染修復中已取得一定成效，但也存在兩個主要弊端。一是由于室內條件和野外自然條件的顯著差異，通過室內培養(yǎng)馴化所獲得的目標微生物 ...

　　依靠傳統(tǒng)富集分離培養(yǎng)方法（室內培養(yǎng)）獲得的多環(huán)芳烴（PAHs）降解菌，在石油污染修復中已取得一定成效，但也存在兩個主要弊端。一是由于室內條件和野外自然條件的顯著差異，通過室內培養(yǎng)馴化所獲得的目標微生物，在野外場地修復應用中受到嚴重限制；二是PAHs的生物降解是經開環(huán)、加氧等多個步驟進行的，各個步驟可能涉及到不同的微生物或多種微生物的協(xié)同作用，因此，經室內培養(yǎng)分離所得的菌株，未必就在原位體系下真正發(fā)揮降解作用，甚或可能只是對PAHs有較強的耐受性。也正因為如此，如何確認室內培養(yǎng)所獲得的功能微生物在原位亦發(fā)揮作用，是環(huán)境微生物學習的熱點和難點之一。
　　近期，中國科學院廣州地球化學學習所學習員羅春玲的學習團隊，嘗試應用DNA的穩(wěn)定同位素探針（DNA-SIP）和高通量測序技術，對石油污染水體中參與菲降解過程功能微生物種群進行原位探查，并將探查結果與室內培養(yǎng)分離實驗結果相對照，成功確認、分離出一株在污染水體中原位降解菲的高效菌株。學習中，DNA-SIP結果表明，參與菲降解的原位功能微生物包括Acinetobacter、Sphingobium、Kouleothrix和Sandaracinobacter，其中Kouleothrix 和Sandaracinobacter對菲的降解能力首次得到證實；通過優(yōu)化室內培養(yǎng)實驗條件，學習組成功分離獲得原位條件的高效菲降解新菌株定名為Acinetobacter tandoii sp. LJ-5，并解析出其對菲的降解是通過β-ketoadipate途徑/機制進行的。
　　該項工作為原位功能微生物的探查和分離確認，提供了一個成功的技術范例。目前，該學習團隊正逐步開發(fā)LJ-5菌劑并嘗試將其應用于石油污染水體的原位生物修復，并進一步學習該菌株與微生物群落中其他微生物的相互作用機制，以期在原位條件下達到最佳修復效果。
　　該學習得到國家自然科學基金資助，相關成果已于近日發(fā)表于英文期刊環(huán)境科學與技術。
　　論文信息：Jibing Li， Chunling Luo*， Mengke Song， Qing Dai， Longfei Jiang， Dayi Zhang， Gan Zhang， 2017. Biodegradation of phenanthrene in polycyclic aromatic hydrocarbon-contaminated wastewater revealed by coupling cultivation-dependent and -independent approaches. Environmental Science Technology 51， 3391-3401. DOI: 10.1021/acs.est.6b04366.