全球废水和活性污泥中汞甲基化及去甲基化微生物群落调查

《Environmental Science & Technology》：Global Survey of Mercury Methylation and Demethylation Microbial Communities in Wastewater and Activated Sludge

汞甲基化/解甲基化相关基因（hgcA/merB）在污水处理厂（WWTPs）原水及污泥中丰度显著高于出水。首次发现Bdellovibrionota为merB载体，并鉴定新保守基序及hgcAB融合基因。约30% hgcA基因与砷抗性基因簇共定位，所有merB载体携带ars基因但未共定位，提示抗生素环境可能促进hgcA与qacG基因共选。水平基因转移（HGT）通过移动遗传元件介导hgcA传播。研究证实WWTPs是汞循环关键基因库，具有环境生态风险意义。

　　

污水处理厂（WWTPs）是研究不足的甲基汞化和去甲基化微生物的来源，这些微生物将甲基汞释放到下游的水体和陆地环境中，导致甲基汞的产生及其在食物网中的生物累积。为了识别这些微生物并评估它们在污水处理厂中的存在情况，研究人员对来自全球各地污水处理厂的原始污水、活性污泥和出水样本进行了宏基因组和宏转录组分析。结果表明，hgcA和merB基因携带者在污水处理厂中普遍存在，且在原始污水和污泥中的丰度高于处理后的出水。Bdellovibrionota菌群被确定为merB基因携带者，这首次将它们与去甲基化过程联系起来。此外，还发现了新的hgcB基因保守基序以及融合的hgcAB基因结构。30%的hgcA基因与抗砷操纵子位于同一基因片段上，而所有merB基因携带者都含有抗砷基因（ars），不过merB基因和arsR基因并未共定位。多个hgcA和merB基因携带者的基因组中也存在抗生素抗性基因；在一个样本中，hgcA基因与抗菌/抗生素抗性基因(qacG)位于同一基因片段上，这表明在含有抗生素的环境中可能存在共同选择现象。研究还发现，移动遗传元件介导的水平基因转移是hgcA基因传播的机制。总体而言，这些发现表明污水处理厂是参与甲基汞化和去甲基化过程的基因库，这对下游环境中的汞循环具有潜在影响。