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小木虫 小木虫快讯 生物 污染水体中新型菲降解菌的原位探查与分离确认研究获进展正文

污染水体中新型菲降解菌的原位探查与分离确认研究获进展

2017-4-28 17:27| 发布者:

摘要:   依靠传统富集分离培养方法(室内培养)获得的多环芳烃(PAHs)降解菌,在石油污染修复中已取得一定成效,但也存在两个主要弊端。一是由于室内条件和野外自然条件的显著差异,通过室内培养驯化所获得的目标微生物 ...

  依靠传统富集分离培养方法(室内培养)获得的多环芳烃(PAHs)降解菌,在石油污染修复中已取得一定成效,但也存在两个主要弊端。一是由于室内条件和野外自然条件的显著差异,通过室内培养驯化所获得的目标微生物,在野外场地修复应用中受到严重限制;二是PAHs的生物降解是经开环、加氧等多个步骤进行的,各个步骤可能涉及到不同的微生物或多种微生物的协同作用,因此,经室内培养分离所得的菌株,未必就在原位体系下真正发挥降解作用,甚或可能只是对PAHs有较强的耐受性。也正因为如此,如何确认室内培养所获得的功能微生物在原位亦发挥作用,是环境微生物学习的热点和难点之一。
  近期,中国科学院广州地球化学学习所学习员罗春玲的学习团队,尝试应用DNA的稳定同位素探针(DNA-SIP)和高通量测序技术,对石油污染水体中参与菲降解过程功能微生物种群进行原位探查,并将探查结果与室内培养分离实验结果相对照,成功确认、分离出一株在污染水体中原位降解菲的高效菌株。学习中,DNA-SIP结果表明,参与菲降解的原位功能微生物包括Acinetobacter、Sphingobium、Kouleothrix和Sandaracinobacter,其中Kouleothrix 和Sandaracinobacter对菲的降解能力首次得到证实;通过优化室内培养实验条件,学习组成功分离获得原位条件的高效菲降解新菌株定名为Acinetobacter tandoii sp. LJ-5,并解析出其对菲的降解是通过β-ketoadipate途径/机制进行的。
  该项工作为原位功能微生物的探查和分离确认,提供了一个成功的技术范例。目前,该学习团队正逐步开发LJ-5菌剂并尝试将其应用于石油污染水体的原位生物修复,并进一步学习该菌株与微生物群落中其他微生物的相互作用机制,以期在原位条件下达到最佳修复效果。
  该学习得到国家自然科学基金资助,相关成果已于近日发表于英文期刊环境科学与技术。
  论文信息: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.



  图1. DNA-SIP和富集分离纯培养技术鉴定功能微生物示意图



  图2. 菲降解功能微生物群落中OTU_4, OTU_50, OTU_73 和OTU_57的系统发育信息



  图3. 菲降解功能基因PAH-RHDα系统发育信息(小木虫 | 污染水体中新型菲降解菌的原位探查与分离确认研究获进展

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