紫花苜蓿根际微生物组重塑促进BDE-47降解的协同机制研究

本研究针对多溴联苯醚(PBDEs)污染土壤修复难题，通过接种降解菌Pseudomonas plecoglossicida QS-1，系统解析了根际微生物组重构与BDE-47降解的协同机制。研究发现菌株接种使根际土壤BDE-47浓度降低40.8%，揭示了根分泌物（氨基酸/碳水化合物/脂质）招募降解功能菌群的关键作用，为微生物辅助植物修复提供了新策略。

　　

多溴联苯醚(PBDEs)作为典型的持久性有机污染物，在电子废弃物拆解场等区域土壤中浓度高达4.45×10⁴
ng/g，其神经毒性和生殖毒性严重威胁生态健康。传统植物修复存在效率低、污染物可能进入食物链等瓶颈，而根际微生物如何协同降解PBDEs的机制尚不明确。

四川科研团队在《Journal of Hazardous Materials》发表研究，通过接种电子废弃物拆解场分离的Pseudomonas plecoglossicida QS-1菌株，结合紫花苜蓿(Medicago sativa)构建修复体系。采用气相色谱-质谱(GC-MS)分析BDE-47残留，16S rRNA测序解析微生物组变化，非靶向代谢组学(LC-MS)检测根分泌物，系统研究了90天内污染物转化规律。

【BDE-47 Dissipation and Its Fraction Transformation in Soil】
实验显示接种组根际土壤BDE-47降解率达40.8%，显著高于未接种组(28.8%)。微生物降解是主要途径，植物吸收贡献不足5%。菌株接种促进污染物从结合态向可降解态转化，生物有效性提升1.8倍。

【Microbial Community Assembly and Co-occurrence Patterns】
接种使Pseudomonas相对丰度提高3.2倍，同时富集Sphingomonas、Bacillus等降解功能菌。网络分析表明接种组微生物互作节点增加47%，形成以QS-1为核心的功能模块。

【Root Metabolic Response and Its Linkage to Microbiome】
代谢组发现接种诱导根部分泌氨基酸(如亮氨酸)、碳水化合物(如果糖)和萜类物质，这些代谢物与降解菌丰度呈显著正相关(r>0.7)。脂质代谢物通过乳化作用促进BDE-47解吸附。

结论表明，QS-1通过"代谢物-微生物"双向调控重塑根际微环境：一方面分泌生长素(IAA)促进苜蓿根系发育，另一方面激活植物分泌招募信号，形成降解功能菌群的正反馈循环。该研究为有机污染土壤修复提供了"植物-微生物-代谢物"三位一体的技术范式，尤其适用于电子废弃物污染场地的生态修复。