《Ancylobacter sp. BL1降解1,2-二氯乙烷的分子机制及污染土壤生物强化修复应用》

针对1,2-二氯乙烷（1,2-DCA）污染土壤修复难题，研究人员从污染土壤中分离出高效降解菌株Ancylobacter sp. BL1，解析其水解脱卤代谢通路及关键基因（dhlA/dhlB/max/ald），首次实现实际污染土壤中86%的1,2-DCA（235 mg/kg）5日内降解，且不破坏土著微生物群落。该研究为氯代烃污染生物修复提供了新菌种资源和理论支撑。

　　

1,2-二氯乙烷（1,2-DCA）作为聚氯乙烯生产的关键原料，全球年产量超1500万吨，其持久性污染可导致土壤生态破坏和动物脑水肿等病理损伤。尽管催化氧化等传统修复技术存在二次污染风险，但针对土壤1,2-DCA污染的生物修复研究仍属空白。更棘手的是，现有降解菌株如Xanthobacter autotrophicus GJ10虽已知代谢通路，但其在实际污染场地的应用效果及对微生态的影响从未验证。

为突破这一瓶颈，中国某研究机构团队从污染土壤中分离出一株新型1,2-DCA降解菌，经16S rRNA鉴定为Ancylobacter sp. BL1。通过响应面法优化降解条件，结合GC-MS和全基因组测序技术，首次揭示该菌株通过水解脱卤途径降解1,2-DCA的分子机制。引人注目的是，关键基因dhlA与dhlB共存于一个大质粒上，这与经典模型菌株GJ10的基因分布模式显著不同。在实际土壤修复实验中，BL1菌株5日内降解率达86%，且显著提升了有机碳降解相关菌群的丰度，同步恢复了土壤酶活性。该成果发表于《International Biodeterioration》。

关键技术方法包括：BTB显色法筛选降解菌、响应面法（RSM）优化降解条件、气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析代谢产物、Illumina全基因组测序解析降解基因簇、高通量测序监测土壤微生物群落变化。

研究结果：

1. 菌株分离与鉴定
   通过BTB显色法从污染土壤分离出BL1菌株，电镜显示其为短杆状革兰氏阴性菌，16S rRNA序列同源性证实属于Ancylobacter属。

2. 降解特性与动力学
   在30°C、pH 7.0和1% NaCl条件下，BL1对300 mg/L 1,2-DCA的36小时降解率达98%。动力学分析符合一级反应模型。

3. 代谢通路解析
   检测到氯乙醇和氯乙醛中间产物，证实其通过水解脱卤途径逐步转化为乙二醇。全基因组发现dhlA（编码卤代烷脱卤酶）与dhlB（卤代醇脱氢酶）位于同一质粒，而max（单加氧酶）和ald（醛脱氢酶）位于染色体。

4. 土壤修复应用
   接种BL1使污染土壤（235 mg/kg 1,2-DCA）5日内降解率提升至86%，且未显著改变α-多样性指数。值得注意的是，Sphingomonas等有益菌群丰度增加，脱氢酶和脲酶活性恢复至清洁土壤水平。

结论与意义：
该研究首次将Ancylobacter sp. BL1成功应用于实际1,2-DCA污染土壤修复，其独特的水解脱卤机制和质粒携带的dhlAB基因簇为定向改造工程菌提供了新靶点。研究证实生物强化技术既能高效去除污染物，又可维持土壤微生态平衡，这对发展绿色可持续的氯代烃污染修复策略具有里程碑意义。未来研究可聚焦于dhlAB质粒的水平转移潜力及其在复杂污染物共代谢中的应用价值。