从土壤中分离能够降解乙酰甲酸的细菌，并利用植物修复和微生物修复技术，为将长江水引向巢湖的项目提供支持

《Frontiers in Microbiology》：Isolation of acephate-degrading bacteria and phytoremediation–microbial remediation from soil for the project of water diversion from the Yangtze River to Chaohu Lake

河岸带土壤中分离出甲胺磷降解菌并评估其降解效率及植物-微生物协同修复效果。通过富集培养和16S rRNA测序鉴定出 Enterobacter cloacae、Enterobacter hormaechei、Bacillus badius、Sphingobacterium spiritivorum 和 Serratia nematodiphila，其中 B. badius 降解效率最高（76.17%）。联合修复实验表明，B. badius 与 Persicaria hydropiper 组合对1000 μg/kg 甲胺磷的降解率达91.27%。

　　土壤污染治理是生态环境保护中的重要议题，尤其是在农药残留对生态和人类健康造成威胁的背景下。近年来，随着农业的发展和农药的广泛应用，有机磷农药的污染问题日益受到关注。其中，乙酰甲胺磷（Acephate）作为一种高效且相对低毒的杀虫剂，广泛用于蔬菜、水果等作物的害虫防治。然而，由于其使用效率较低，约有99.9%的活性成分未被有效利用，而是进入生态系统，导致环境污染。因此，寻找高效、安全的土壤修复策略显得尤为重要。

本研究聚焦于长江向巢湖引水工程沿线典型河岸带土壤中的乙酰甲胺磷降解微生物，旨在筛选具有降解能力的微生物，并系统评估其降解效率。研究采用了微生物富集培养、生理特性分析、16S rDNA测序等方法，同时结合植物-微生物协同修复实验，探讨微生物与植物联合作用对土壤中乙酰甲胺磷的去除效果。研究结果表明，通过微生物富集培养方法，成功分离出五株具有乙酰甲胺磷降解能力的菌株，分别为大肠杆菌属（*Enterobacter cloacae*）、*Enterobacter hormaechei*、*Bacillus badius*、*Sphingobacterium spiritivorum*和*Serratia nematodiphila*。尽管所有菌株均能降解乙酰甲胺磷，但其降解效率存在显著差异。其中，*B. badius*在所有测试条件下均表现出较高的降解效率，尤其在添加葡萄糖的情况下，其降解效率达到76.17%。

此外，实验还发现，随着乙酰甲胺磷浓度的增加，菌株的降解效率普遍下降。然而，添加0.1 g/L的葡萄糖可以显著提高所有菌株的降解速率，尤其是在高浓度条件下。这表明，外源碳源的补充在一定程度上能够缓解微生物因营养缺乏导致的降解效率下降问题。在植物-微生物联合修复实验中，*B. badius*与*Persicaria hydropiper*（水蓼）的组合表现出最佳的降解效果，其去除率高达91.27%。相比之下，*S. spiritivorum*与*Carex dimorpholepis*（细叶鸢尾）的组合虽然也表现出较高的降解效率，但略逊于前者。这些结果表明，微生物与植物的协同作用能够显著提高乙酰甲胺磷的去除效率，为土壤污染治理提供了新的思路。

从微生物的生理特性来看，五株菌株在不同温度和pH条件下表现出不同的生长趋势。例如，*B. badius*（DA-3）的最适生长温度为30°C，而其他菌株的最适温度则在35°C左右。在pH方面，所有菌株均在中性条件下（pH 7）表现出最佳的生长状态，说明它们对pH变化较为敏感，且适应范围相对狭窄。这些特性对于实际应用中微生物的选育和培养条件的设定具有重要意义。

通过16S rDNA测序，五株菌株的分类结果得到了进一步确认。*B. badius*和*S. spiritivorum*分别属于不同的菌门，而其他三株菌则属于变形菌门（Proteobacteria）。这表明，尽管它们在降解乙酰甲胺磷方面具有相似的功能，但其在系统进化树中的位置显示了其遗传背景的多样性。此外，五株菌株的16S rDNA序列与*Enterobacter*属、*Serratia*属和*Exiguobacterium*属等已知的乙酰甲胺磷降解菌存在较高的同源性，这为后续的菌株功能研究和应用提供了参考依据。

在实验设计中，研究人员采用了一种系统的土壤修复方案，即通过植物和微生物的协同作用来提高乙酰甲胺磷的去除效率。实验过程中，土壤样本被配制为含有一定比例的泥炭和河岸带土壤的混合物，并在实验室条件下进行植物-微生物联合修复实验。实验结果显示，植物与微生物的组合在乙酰甲胺磷浓度为200 μg/kg和1000 μg/kg时均表现出显著的降解效果，其中*P. hydropiper*与*DA-3*的组合在1000 μg/kg浓度下实现了91.27%的去除率，远高于单一微生物或植物的修复效果。这一结果不仅验证了植物-微生物协同修复的可行性，也揭示了植物根系分泌物对微生物降解活性的促进作用。

从生态角度来看，植物根系分泌物中的酶类物质，如酯酶和磷酸酶，能够促进有机磷农药的降解过程。酯酶主要作用于酯键，而磷酸酶则能够分解有机磷化合物中的磷酸酯键，从而降低农药浓度。然而，植物自身的降解能力通常较为有限，因此与高效降解微生物的结合成为一种有效的解决方案。微生物虽然具有高效的降解能力，但在营养匮乏或环境条件不利的情况下，其活性可能受到抑制。植物通过释放碳和氮源，不仅能够改善土壤的营养状况，还能为微生物提供适宜的生长环境，从而提升其降解效率。

研究还指出，不同植物种类对乙酰甲胺磷的降解效果存在差异。例如，*P. hydropiper*在与*DA-3*结合后，表现出更高的降解效率，而*CD*（*Carex dimorpholepis*）与*DA-4*的组合则在低浓度下效果显著，但在高浓度时表现不如前者。这可能与植物的根系结构、分泌物成分以及其与微生物之间的相互作用有关。例如，*P. hydropiper*的根系较为发达，能够形成密集的根系网络，促进微生物的定植和活动。而*CD*分泌的某些酚类物质可能对*DA-4*的降解活性产生抑制作用。

此外，实验还涉及了微生物在不同浓度下的降解能力。结果显示，随着乙酰甲胺磷浓度的升高，降解效率呈现下降趋势，但在添加葡萄糖的情况下，这一趋势得到了一定程度的缓解。这一现象可能与微生物的代谢机制有关，即外源碳源的补充能够促进微生物的生长，从而增强其对农药的降解能力。这一发现对于实际应用中的土壤修复策略具有重要的指导意义，尤其是在处理高浓度农药污染时，合理添加碳源可以提高修复效率。

本研究不仅在微生物筛选和降解效率评估方面取得了显著成果，还为植物-微生物协同修复提供了理论支持和实践依据。通过结合不同植物和微生物的特性，可以实现对土壤中乙酰甲胺磷的高效去除，为污染治理提供了一种绿色、可持续的方法。同时，研究结果也为相关领域的进一步探索奠定了基础，例如不同生态环境中乙酰甲胺磷降解微生物的多样性、微生物与植物之间的相互作用机制，以及在不同环境条件下优化修复策略的可能性。

总体而言，本研究通过系统的实验设计和科学的分析方法，揭示了乙酰甲胺磷降解微生物的特性及其与植物的协同作用。这些发现不仅有助于理解微生物在农药降解中的关键作用，也为实际的土壤修复工程提供了重要的参考。随着环境问题的日益突出，微生物与植物的联合修复策略有望成为未来治理农药污染的重要手段，特别是在生态敏感区域，如长江引水工程沿线的河岸带土壤。通过进一步研究和优化修复技术，可以有效减少农药对生态环境的负面影响，保护生物多样性和人类健康。