芽孢杆菌门细菌通过吡啶和吡咯烷变体途径降解尼古丁

为解决烟草制造废水尼古丁污染问题，研究人员从烟草叶、根及根际土壤分离 192 株菌株，发现 64 株具降解能力（主要属芽孢杆菌门 Bacillus、类芽孢杆菌属 Peribacillus、普里斯特菌属 Priestia）。基因组及系统发育分析显示其含吡啶和吡咯烷变体途径相关基因且进化独特，为尼古丁生物降解提供新方向。

　　

尼古丁是主要来源于烟草制造工厂废弃物的有害污染物。许多细菌菌株已被报道能够降解尼古丁，显示出其在从污水中去除尼古丁用于废水处理的潜在应用。微生物降解尼古丁是一种绿色、经济且高效的策略，因此人们对发现新型降解尼古丁的细菌分离株有着浓厚兴趣。在本研究中，研究人员从烟草叶片、根和根际土壤中分离并鉴定了 192 株菌株。尼古丁利用测定表明，192 株中有 64 株具有降解尼古丁的潜在能力，这些菌株主要属于芽孢杆菌门（Bacillota）的芽孢杆菌属（Bacillus）、类芽孢杆菌属（Peribacillus）和普里斯特菌属（Priestia）。比较基因组分析发现，与吡啶和吡咯烷变体途径相关的基因分散在新型芽孢杆菌门菌株的基因组中。系统发育分析表明，这些菌株的关键基因在进化上与其他菌株不同，形成了一个单系分支。研究结果揭示，在芽孢杆菌门中，与尼古丁降解相关的基因具有相对独立的起源和复杂的进化历史。