基于废弃蘑菇基质的真菌-细菌联合体对菲和芘降解作用以及土壤中微生物群落的影响

本研究利用废弃蘑菇基质（SMS）培育高效真菌-细菌共生体，显著提升土壤中菲（94.28%）和芘（80.67%）的降解效率。灭菌SMS减少细菌竞争，促进Ascomycota和Allorhizobium富集，形成互利共生网络。真菌外切氧化酶和非特异性单加氧酶活性增强，谷胱甘肽转移酶上调助力PAH解毒，实现多功能生物修复系统，兼具环保性与资源化利用价值。

　　

摘要

本研究旨在培养一种可持续的真菌-细菌联合体，利用废弃蘑菇基质（SMS）作为支撑，以增强受污染土壤中对菲（Phe）和芘（Pyr）的降解能力，克服传统物理化学修复方法所存在的局限性及二次污染风险。研究方法结合了SMS的表征、吸附动力学和等温线分析来评估多环芳烃（PAH）的吸附能力。经过适应性培养后，将这种高效的微生物联合体应用于不同的处理组，并通过GC-MS监测其降解动态。通过酶活性分析和高通量测序技术研究了真菌-细菌之间的相互作用及微生物群落动态。研究结果显示，该联合体对菲的吸附能力优于芘，其中MBSMS组（灭菌后的废弃蘑菇基质与能降解PAH的微生物联合体）对菲的降解效率最高达到94.28%，对芘的降解效率为80.67%。研究发现，真菌的胞外氧化酶在PAH降解过程中起主导作用，而灭菌后的SMS通过消除细菌竞争提升了整体功能。微生物群落结构的改变有利于子囊菌门（Ascomycota）和异根瘤菌属（Allorhizobium）的发展，使细菌之间的共存模式从竞争性转变为互利共生关系。功能预测表明，谷胱甘肽转移酶在PAH解毒过程中起着关键作用，尤其是在SMS处理条件下。此外，真菌群落表现出较高的非特异性单加氧酶活性，进一步促进了PAH的降解。SMS通过协同作用增强了PAH的吸附、养分供应及生态位优化，促进了跨界界的共生关系。真菌的酶活性激活与细菌的矿化作用相结合，加上灭菌后SMS的生态恢复力，共同构建了一个多功能生物修复系统。这种方法不仅实现了高效的PAH去除，还实现了农业废弃物的再利用，为土壤修复提供了一种可扩展且环保的策略。

图形摘要