酸性环境中新型耐酸真菌Trichosporiella sp.对BPA和IBU的高效降解机制研究

本研究针对酸性环境中新兴有机污染物(EOCs)降解难题，从污水处理厂分离出耐酸真菌Trichosporiella sp.，发现其在pH 3.5-5.5条件下可降解90%双酚A(BPA)和80%布洛芬(IBU)，鉴定出7种新型代谢产物，为酸性废水生物修复提供新策略。

　　

随着工业废水排放和酸性矿山排水问题加剧，酸性环境中有机污染物的治理成为环境科学领域的重要挑战。传统中性微生物在pH<3条件下代谢活性显著降低，而新兴有机污染物(EOCs)如双酚A(BPA)、布洛芬(IBU)和三氯生(TCS)在环境中的持续累积，通过生物放大作用威胁生态系统和人类健康。尤其值得关注的是，BPA作为典型的内分泌干扰物，在垃圾渗滤液中的浓度可达17,200 μgL^-1，而污水处理厂污泥中IBU浓度高达6,064 μgkg^-1。目前针对酸性条件下EOCs降解微生物的研究仍属空白，亟需开发适应极端酸性条件的生物修复技术。

马来西亚科廷大学的研究人员从污水处理厂采集样本，通过酸性营养肉汤(pH 2.0-5.0)适应性培养，成功分离出一株极端耐酸真菌。经ITS基因测序鉴定为Trichosporiella sp.(MH512968.1)，这是该属真菌首次被报道具有污染物降解能力。研究发现该菌株具有独特生物学特性：在液体培养基中形成特征性环状结构，能自主将中性环境调节至酸性(pH 5.8→3.5)，在pH 3.5-5.5和35-37°C条件下生物量可达16 gL^-1。

研究采用GC-FID和GC-MSD联用技术，结合Bushnell Hass低营养培养基模拟自然环境。样本采集自Curtin污水处理厂三类废水(原始废水、污泥和出水)，通过四周酸性适应培养后，在Malt Extract Agar上分离纯化菌株。关键实验包括：生长条件优化(温度梯度5-50°C、pH梯度1.5-7.5、振荡速度0-130 rpm)、EOCs影响实验(50 mgL^-1 BPA/IBU/TCS)、五周降解实验(每周取样)及代谢产物鉴定。

3.1 适应性培养观察

在pH 2.0的NB培养基中，样本S1形成底部棉絮状菌落(S1NBPH2)，培养后pH保持2.0不变，区别于其他样本(pH升至中性)。该菌株在中性NA平板上生长缓慢(3天现菌落)，揭示其严格耐酸特性。

3.3 菌株鉴定

形态学显示菌落呈乳白色放射状褶皱，显微镜下可见不规则菌丝结构。系统发育分析表明与Trichosporiella sp. isolate ST009相似度达98.37%，首次报道该菌在废水中的存在。

3.5 最适生长条件

温度实验显示35°C时生物量最高(12 gL^-1)，pH 5.5时达16 gL^-1。值得注意的是，静置培养(0 rpm)生物量比130 rpm高80%，表明该菌偏好静水环境。

3.6 EOCs影响

50 mgL^-1 BPA促进菌丝生长(15.02 vs 14.82 gL^-1)，而IBU导致菌落灰化(10.55 gL^-1)，TCS完全抑制生长，证实TCS仍具强抗真菌活性。

3.7 降解性能

在BHB培养基中，五周内BPA降解率达90%(残留10%)，IBU降解80%。GC-MS鉴定出3种BPA代谢物(RT 5.9/7.6/7.8)和4种IBU代谢物(RT 8.73-8.84)，包括丁酸衍生物和苯乙烯酯类等新型化合物。与文献对比发现，该菌降解效率显著高于白腐真菌Trametes versicolor(需135 rpm振荡)和Aspergillus terreus(需添加酵母提取物)。

该研究首次揭示Trichosporiella sp.的环境修复潜力，其独特的环境自适应机制(自主酸化)突破了传统生物修复的pH限制。发现的7种新型代谢产物为理解EOCs降解途径提供新视角。值得注意的是，菌株对TCS的敏感性提示需警惕抗菌剂的环境残留效应。未来研究应关注代谢产物毒性及关键降解酶系，这将为酸性工业废水处理提供理论依据和技术支撑。成果发表于《The Microbe》对推动极端环境生物修复技术发展具有里程碑意义。