处理完成 蚯蚓辅助富集活性邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯降解菌的研究:基于DNA稳定同位素探针技术

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:Journal of Hazardous Materials 11.3

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  本研究利用DNA稳定同位素探针(DNA-SIP)和宏基因组测序技术,揭示了蚯蚓辅助生物修复邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的机制。研究发现蚯蚓能显著提高DEHP降解效率(从41.72%提升至79.90%),并鉴定出15种活性DEHP降解OTUs及微环境特异性降解途径,为优化蚯蚓辅助生物修复策略提供了重要理论依据。

  

讨论

蚯蚓是生物修复中的有效剂,能够加速多环芳烃(PAHs)、DEHP、DBP等各种有机污染物的降解。我们的研究证实了蚯蚓能够增强DEHP的降解,这与之前的研究结果一致。这种效应通常归因于土壤微生物生物量的增加和微生物群落的改变。然而,大多数相关研究依赖于培养依赖性技术,这忽略了未培养细菌和古菌的贡献。

通过DNA-SIP技术,我们克服了传统培养方法的局限性,直接追踪了参与DEHP降解的活性微生物。这种方法不仅提高了我们对蚯蚓辅助生物修复机制的理解,还扩展了已知DEHP降解菌的多样性。我们发现的五种新报告属(Romboutsia、Deinococcus、Paeniglutamicibacter、Intrasporangium和Methylotenera)尤其值得注意,因为它们可能代表了以前被忽视的DEHP降解功能。

此外,我们观察到土壤和蚯蚓肠道中不同的降解途径,这突出了微环境对污染物代谢的重要性。土壤中独有的2,3-环氧-2,3-二氢苯甲酰辅酶A和4,5-二羟基邻苯二甲酸途径,以及蚯蚓肠道中独特的顺,顺-粘康酸和2-氧代戊-4-烯酸途径,表明不同的生态位选择了不同的代谢策略。共享的4-羟基邻苯二甲酸和戊二酰辅酶A途径,特别是在肠道中高度促进的后者(1.11%),强调了关键降解菌如假单胞菌(Pseudomonas)、埃希氏菌(Ensifer)和不动杆菌(Acinetobacter)的重要作用。

所有肠道相关的降解途径都汇聚到柠檬酸循环中,表明在微好氧条件下完全矿化的潜力增强。这一发现对于理解蚯蚓肠道环境中DEHP的最终命运具有重要意义,并为优化生物修复应用提供了理论基础。

结论

本研究证明了蚯蚓加速DEHP生物降解的作用可归因于蚯蚓肠道和土壤中微生物之间的协同相互作用。利用DNA-SIP技术,我们鉴定了15种活性DEHP降解OTUs,包括五种新报告属(Romboutsia、Deinococcus、Paeniglutamicibacter、Intrasporangium和Methylotenera),扩展了已知DEHP降解菌的多样性。观察到了不同的微生物群落和降解途径。土壤DEHP降解

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