新型不动杆菌YY-1及其外源群体感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯协同强化多环芳烃生物降解的机制研究

针对多环芳烃(PAHs)污染治理难题，研究人员通过分离具有群体感应(QS)调控能力的Acinetobacter sp. YY-1菌株，结合外源N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)添加，显著提升菲(PHE)和芘(PYR)降解效率（PHE去除率提升至43.7%，PYR达36.8%），并揭示QS通过增强膜疏水性和应激耐受性促进降解的机制，为PAHs生物修复提供新策略。

　　

多环芳烃(PAHs)作为化石燃料不完全燃烧产生的持久性有机污染物，因其致癌、致畸特性对生态环境和人类健康构成严重威胁。传统物理化学处理方法成本高昂且易造成二次污染，而微生物降解虽具环境友好优势，但降解效率常受限于菌株活性。近年来，群体感应(QS)系统作为细菌间通讯机制，被发现可能通过协调代谢活动提升污染物降解效率，但其在PAHs降解中的调控机制尚不明确。

为解决这一科学问题，中国研究人员从活性污泥中分离出一株具有QS调控能力的Acinetobacter sp. YY-1，通过基因组学、降解实验和代谢组学等多维度分析，系统探究了外源N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)对其降解菲(PHE)和芘(PYR)的强化机制。研究采用的主要技术包括：1) 菌株分离与特性鉴定（基于OD₆₀₀生长曲线和16S rRNA同源分析）；2) 全基因组测序（检测AHLs合成酶基因rhlI和受体sdiA）；3) PAHs降解动力学实验（设置40 μmol/L混合AHLs干预组）；4) 代谢组学分析（揭示膜脂代谢变化）。

菌株特性与基因组特征
YY-1经鉴定为Acinetobacter pittii近缘种（99.2%同源性），能在50–400 mg/L PHE胁迫下保持活性。基因组分析显示2.4%基因与芳香化合物降解相关，并携带完整的QS系统基因簇，包括AHLs合成酶rhlI和受体sdiA同源基因。

QS对降解效率的调控
添加40 μmol/L混合AHLs使YY-1对100 mg/L PHE的7天降解率从28.4%提升至43.7%，20 mg/L PYR降解率从13.4%增至36.8%；而添加QS抑制剂（酰基酶或单宁酸）则使PHE降解率降至16%。表明QS系统正向调控PAHs降解过程。

代谢机制解析
代谢组学显示外源AHLs显著改变YY-1的膜脂组成，增加疏水性脂肪酸（如C16:0和C18:0）含量，同时上调应激相关代谢物（如海藻糖和脯氨酸）。这提示AHLs可能通过增强细胞膜对疏水性PAHs的吸附能力和氧化应激耐受性，促进污染物跨膜运输和降解。

环境适应性验证
YY-1在pH 5–9、盐度1–4%、温度25–40°C范围内均保持稳定降解活性，且AHLs刺激下生物膜形成能力增强2.3倍，凸显其在实际污染环境中的应用潜力。

该研究首次阐明Acinetobacter sp. YY-1通过QS系统调控PAHs降解的分子机制，证实外源AHLs可通过"膜特性改造-应激耐受增强"双途径提升降解效率。这不仅为理解微生物群体行为与环境适应的关系提供新视角，更为发展基于QS调控的生物强化技术提供了理论依据和菌种资源。研究成果发表于《Bioresource Technology》，对推动难降解有机污染物的绿色治理具有重要实践价值。