假单胞菌生物表面活性剂的环境毒性评估：基于果蝇模型的油污废水生物修复与生态风险研究

为解决合成表面活性剂的环境毒性问题，研究人员开展Pseudomonas spp.菌株对油污废水(OW)的生物修复及生物表面活性剂(BSFs)生态影响研究。发现所有菌株7天内降解率>93%，BSFs产量>400 mg/L，其中P. aeruginosa菌株及其BSFs对果蝇最具毒性，而P. citronellolis菌株生态风险较低。该研究为低成本BSFs生产和环境安全应用提供关键依据。

　　

在环境生物技术领域，合成表面活性剂的生态毒性问题日益凸显，而微生物衍生的生物表面活性剂(BSFs)因其可降解性和低毒性成为潜在替代品。然而，利用低成本基质（如油污废水OW）生产BSFs的环境影响尚不明确。为此，塞浦路斯大学的研究团队以模式生物黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为对象，系统评估了7株假单胞菌(Pseudomonas spp.)在OW降解、BSFs生产及生态毒性方面的表现，相关成果发表于《Applied Microbiology and Biotechnology》。

研究采用化学需氧量(COD)分析量化OW降解效率，傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征BSFs结构，并通过果蝇行为学实验（吸引/排斥测试）、定植实验和生存率分析评估菌株及BSFs的生态效应。关键发现包括：

高效降解与BSFs生产
所有菌株24小时内即实现>86%的COD去除率，7天后提升至>93%。P. aeruginosa PAO1的BSFs产量最高（>400 mg/L），而P. citronellolis 620C表现出最优降解性能（96.4%）。FTIR分析揭示菌株特异性BSFs结构差异，如PAO1产生鼠李糖脂(rhamnolipids)，620C合成脂肽(lipopeptides)。

果蝇行为与定植动态
P. aeruginosa PA14对果蝇吸引力最强（2.2:1），而P. citronellolis菌株显著排斥果蝇（0.41-0.6:1）。尽管所有菌株均能定植果蝇肠道（4.35-4.85 log₁₀
CFU/蝇），P. aeruginosa和P. putida mt-2的传播能力略高，暗示其在自然环境中的潜在扩散风险。

毒性层级与BSFs关联
生存实验显示菌株毒性排序为：P. aeruginosa > P. putida > P. citronellolis，与其BSFs毒性完全一致。PA14的BSFs使果蝇6.8天内全部死亡，而P. citronellolis SJTE-3的BSFs毒性最低（LT₅₀
=8.5天）。值得注意的是，原始OW（5%浓度）仅表现轻微毒性，证实BSFs毒性主要源于微生物代谢特性。

该研究首次揭示了Pseudomonas菌株的环境行为与其BSFs毒性的直接关联，为生物修复菌株的生态风险评估提供了范式。特别指出P. citronellolis 620C兼具高效OW降解能力（96.4%）与低生态风险的双重优势，是环境应用的理想候选。成果对推动循环生物经济（circular bioeconomy）和绿色农业生物防治剂开发具有重要指导意义，同时警示需严格管控高毒力菌株（如P. aeruginosa）的环境释放。未来研究可进一步解析BSFs毒性的分子机制，并拓展至其他生态指示物种的验证。