低成本冻干分枝杆菌-芽孢杆菌联合生物强化策略:对土壤微生物群落的影响及柴油降解增效机制

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Applied Soil Ecology 4.8

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  针对石油烃土壤污染治理难题,研究人员开发了冻干Mycolicibacterium-Bacillus复合菌剂与甘蔗渣联用的生物修复策略。结果表明,PO2/FW1共培养结合甘蔗渣(BSBA)使柴油降解率提升至51.2%,功能基因dmpKLMNP和benAB/xylXY显著富集,冻干菌剂可保存6个月(存活率80%),为石油污染治理提供经济高效(成本降低98.2%)的解决方案。

  

随着全球交通运输和工业发展对柴油需求的激增,石油烃污染土壤引发的健康与生态问题日益严峻。柴油中含有的饱和烃(66-75%)、芳香烃(25-30%)等组分具有致畸、致癌风险,而传统修复技术存在成本高、效率低等瓶颈。泰国国家研究理事会与日本学术振兴会联合资助的研究团队在《Applied Soil Ecology》发表创新成果,开发出基于冻干菌剂的低成本生物修复方案。

研究采用16S rRNA基因扩增子测序和功能基因分析等技术,通过土壤微宇宙实验评估Mycolicibacterium parafortuitum PO2与Bacillus subtilis FW1冻干菌剂的效果。结果显示:

柴油降解效率
PO2/FW1共培养组(BA)降解率达42.1%,添加甘蔗渣(BSBA)提升至51.2%,显著高于自然衰减组(20.2%)。FW1产生的生物表面活性剂与PO2的疏水性产生协同效应。

微生物群落动态
甘蔗渣提高氮磷钾含量,促使Alcaligenes(16-26%)成为优势菌;Mycobacterium/Mycolicibacterium在处理组中持续存在,而Bacillus因柴油毒性减少。

功能基因富集
dmpKLMNP(酚类降解)和benAB/xylXY(芳香烃代谢)基因显著富集,证实代谢网络扩展提升降解效率。

冻干菌剂稳定性
优化冻干工艺使菌剂6个月存活率保持80%,复苏后降解能力保留70%,使用甘蔗糖蜜作为低成本复苏培养基。

该研究创新性地将农业废弃物甘蔗渣与冻干菌剂结合,构建出成本降低98.2%的可持续修复方案。通过解析微生物群落演替与功能基因的关联,为复杂污染场地的生物强化策略提供理论依据,具有重要的工程应用价值。

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