从北萨斯喀彻温河沉积物中分离沥青质耐受菌株及其相互作用机制研究

本综述系统探讨了淡水环境中石油泄漏后重质组分（特别是沥青质(Asp)）的长期生态影响及微生物响应机制。研究通过长达100天的沉积物培养实验，结合水化学分析与16S rRNA测序技术，揭示了沥青质溶解释放硫酸盐/氮化合物（SO42?）的规律，并首次发现Roseateles aquatilis通过高细胞表面疏水性实现对沥青质的特异性粘附。该研究为石油污染场地的生物修复（Bioremediation）提供了新的微生物资源与理论依据。

　　

Highlight

本研究首次报道了Betaproteobacteria纲的Roseateles aquatilis对沥青质具有显著耐受性，拓展了该菌的生态位认知，凸显其在沥青烯污染自然衰减中的潜在价值。

Conclusion

河流水、沉积物与沥青质特性

表1展示了本研究使用的北萨斯喀彻温河（NSR）水体与沉积物特性。河水采集自加拿大艾伯塔省德文郡的水处理设施，沉积物取自NSR河道。沉积物X射线衍射分析显示主要矿物组成为：51.5 wt%石英（SiO₂）、黏土（高岭土11 wt%、伊利石5.1 wt%、绿泥石4.1 wt%）、碳酸盐（方解石(CaCO₃)7.6 wt%、白云石Ca,Mg(CO₃)₂12.5 wt%）...

沥青质暴露沉积物的水体特性

为评估沥青质向覆水层的潜在淋溶效应，对对照组和沥青质沉积物上覆水进行了水化学分析（图2）。对比数据显示，沥青质暴露组上覆水中的硫酸盐（p=0.11）、总碱度（p=0.77）和电导率（p=0.80）均高于对照组（图2a）。此外，沥青质暴露组中氮化合物浓度显著升高...

结论

本研究通过培养法与16S rRNA基因测序技术，评估了沉积物微生物群落对沥青质沉积的响应机制，分离鉴定了沥青质耐受菌株，并解析了其与沥青质的物理相互作用机制。

覆水化学分析表明，沥青质暴露组中硫酸盐、碱度、电导率及氮化合物浓度显著高于无菌对照组，证实了沥青质组分在水环境中的溶解释放现象。通过16S rRNA测序发现，原始沉积物中的假单胞菌（Pseudomonas）优势群落转变为以Roseateles aquatilis、Sphingopyxis chilensis和Methylobacterium thiocyanatum为主的沥青质耐受型菌群。其中R. aquatilis能以沥青质为唯一碳源持续增殖，并凭借其高细胞表面疏水性实现对沥青质的强效粘附，而其他菌株未表现出直接相互作用。本研究揭示了R. aquatilis在沥青质污染淡水沉积物自然生物修复过程中的关键潜力。