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        南京土壤所在多氯聯苯污染土壤氫代謝微生物修復機制方面取得進展

        2020-12-08 分享到:

        氫氣(H2)代謝微生物在全球H2循環過程中發揮了決定性作用,并參與耦合其他元素的生物地球化學循環過程。許多微生物可利用H2作為電子供體,催化還原有機鹵化物、偶氮化合物和痕量金屬等污染物。中國科學院南京土壤研究所研究員滕應課題組系統論述了H2代謝在環境生物修復中的作用,闡明了H2代謝參與共營養和氫化酶的研究現狀,并提出H2代謝這種生物能源在土壤污染生物修復領域中的應用(Frontiers in Microbiology, 2019, 10: 106)。微生物H2的釋放和消耗途徑很多,影響著微生物群落的結構和功能。在豆科植物-根瘤菌共生且不含吸氫酶的類菌體(Hup-)附近土壤中可以發現局部的H2積累,這些H2可以作為形成土壤微生物群落結構和功能的額外能量輸入。豆科植物-根瘤菌共生的類菌體可以促進PCBs的生物降解,但其釋放的H2是否對污染土壤中多氯聯苯(PCBs)微生物降解具有重要作用,至今尚不清楚。

        基于此,滕應課題組系統模擬研究了兩種不同土壤類型中氫氣對土壤中PCB77降解的影響。結果表明,高濃度氫氣可以促進土壤微生物對PCB77的去除,并與bph基因(聯苯降解途徑)的結果相一致,但這種促進效果因土壤類型而異。通過PICRUSt功能預測數據分析表明,高濃度氫氣一方面可能對降解細菌直接產生影響,另一方面也可能對涉及降解細菌和非降解細菌的一系列微生物過程產生協同作用的間接影響,從而影響土壤微生物群落對污染物的降解。該研究結果從微生物學角度揭示了氫氣對土壤中PCBs微生物降解的影響作用機理,對合理利用氫代謝調控PCBs污染土壤生物修復具有重要的科學指導意義。

        相關研究成果已發表在Science of the Total Environment上。研究工作得到了國家重點研究計劃(2019YFC1803705)和國家自然科學基金(41671327)等項目的資助。

         

        多氯聯苯污染土壤氫代謝微生物修復機制

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