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原油降解菌铜绿假单胞菌KUD2全基因组解析:烃类代谢与抗菌耐药基因的双重特性及其生物修复潜力
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月21日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences
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本研究针对原油污染环境修复需求,通过对原油降解菌株KUD2的全基因组测序分析,揭示了其高效的烃类降解能力与多重抗菌耐药机制。研究人员发现该菌株具备糖脂类生物表面活性剂合成、群体感应及生物膜形成等适应性特征,同时携带KatG、APH(3′)-II/APH(3′)-XV、OXA-50等AMR基因和外排泵系统,为生物修复应用提供兼具潜力与安全预警价值的新菌种资源。
随着原油泄漏造成的环境污染日益严重,开发高效生物修复策略成为当务之急。从污染土壤中分离的原油降解细菌展现出应对环境危害的潜力。虽然已有多种菌株的原油降解能力被研究,但针对特定分离株的代谢多样性与抗菌耐药性的基因组层面深度解析仍显不足。
本研究聚焦于一株经前期验证能产生生物表面活性剂、降解并耐受高浓度原油的细菌分离株,通过全基因组测序技术解析其分类学地位、代谢潜能及耐药机制。经16S rDNA测序鉴定,KUD2菌株为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),展现出显著的烃类降解能力。
全基因组分析揭示该菌株具备适应原油环境的多样化酶系统,涉及甘氨酸甜菜碱/胆碱代谢、应激响应、群体感应(quorum sensing)、生物膜形成及烃类降解途径。同时发现其携带多种抗菌耐药(AMR)基因,包括KatG(过氧化氢酶-过氧化物酶)、APH(3′)-II/APH(3′)-XV(氨基糖苷磷酸转移酶)和OXA-50(β-内酰胺酶),以及AcrAB–TolC和MexAB–OprM等外排泵系统。这些机制不仅助力毒素外排,还意外地增强了烃类降解效率。
铜绿假单胞菌KUD2在原油污染环境中表现出的代谢弹性与适应力,使其成为生物修复领域的优质候选菌株。然而AMR基因的存在强调需持续监测耐药特征,以保障生物修复实践的安全性与有效性。
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