真菌 - 细菌共培养强化生物源氧化锰生成及对 Cd (II) 和环丙沙星的去除研究

为探究真菌 - 细菌共培养对生物源锰氧化（BMO）的作用，研究人员以锰氧化真菌 XM01 和细菌 XM02 为对象，发现最佳共培养条件下可提升 Mn2+去除率，其 BMO 对 Cd (II) 和环丙沙星去除效果优于纯培养，为环境修复提供新策略。

　　

在环境污染治理领域，重金属和有机污染物的高效去除一直是研究难点。生物源锰氧化物（BMO）因其独特的物理化学性质，在吸附和氧化污染物方面展现出巨大潜力。然而，目前多数研究聚焦于单一细菌或真菌菌株的锰氧化能力，真菌与细菌共培养体系在增强 BMO 功能方面的潜力尚未被充分挖掘。自然环境中，微生物往往以多物种群落形式存在，种间互作可能通过优化资源分配、增强代谢协同性等方式提升污染物处理效率。因此，探索真菌 - 细菌共培养对锰氧化过程的影响，对开发高效环境修复技术具有重要意义。

为填补这一研究空白，国内研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Environmental Research》。研究以从土壤和沉积物中分离出的锰氧化真菌 Cladosporium sp. XM01 和锰氧化细菌 Bacillus sp. XM02 为研究对象，构建共培养体系，系统探究了共培养对 Mn²⁺氧化的协同效应。

研究主要采用了以下关键技术方法：通过批次培养实验对比单培养与共培养体系的微生物生长动态和 Mn²⁺去除效率；利用扫描电子显微镜（SEM）观察真菌与细菌的物理互作形态；测定超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性以分析氧化还原稳态机制；通过吸附动力学和氧化性能实验评估 BMO 对 Cd (II) 和环丙沙星的处理能力，并借助比表面积和平均氧化态（Mn-AOS）分析探讨其作用机理。

共培养对生长和 Mn²⁺氧化的影响

在液体培养基中对 XM01 和 XM02 进行单培养与共培养，结果显示，培养初期共培养体系总生物量低于单培养，可能是细菌 XM02 的快速生长抑制了真菌 XM01 的早期发育。但随着培养时间延长，共培养体系的 Mn²⁺去除率显著高于单培养，表明二者的协同作用在后期得以显现。

共培养条件优化

通过调整接种时间和菌株比例，确定最佳共培养条件为延迟 36 小时接种 XM02，且接种比例为 XM01:XM02=2:1。在此条件下，Mn²⁺去除效率达到最优，说明合理的接种策略是发挥共培养优势的关键。

共培养的作用机制

共培养体系中 SOD 和 CAT 活性显著升高，这两种酶有助于维持氧化还原稳态，促进超氧化物的持续产生，而超氧化物是 Mn²⁺生物氧化的重要氧化剂。SEM 观察发现，细菌 XM02 附着在真菌 XM01 的菌丝上，形成结构化的真菌 - 细菌聚集体，这种物理互作可能促进了营养物质交换和代谢协同。

共培养 BMO 的性能提升

与单培养产生的 BMO 相比，共培养 BMO 对 Cd (II) 的吸附能力和对环丙沙星的氧化性能更优。进一步分析表明，共培养 BMO 具有更大的比表面积和更高的 Mn-AOS，这些物理化学性质的改善增强了其吸附和氧化反应活性。

研究结论表明，真菌 - 细菌共培养体系可通过种间物理互作和代谢协同显著增强 Mn²⁺氧化能力，优化后的共培养条件能有效提升 BMO 的环境修复功能。该研究不仅揭示了锰氧化微生物间的共生机制，还为构建高效生物修复系统提供了新的技术思路，有望在重金属和有机污染物的治理中发挥重要作用。未来研究可进一步拓展共培养体系的应用场景，深入探究不同微生物组合的协同机制，为环境污染治理提供更多理论和技术支持。