化学预处理打破土著微生物组优先效应促进石油污染土壤降解菌定向定殖与协同生物修复

《npj Biofilms and Microbiomes》：Breaking the priority effects facilitates the assembly and colonization of microbiomes toward enhanced petroleum hydrocarbon biodegradation

　　优先效应由土著微生物群落施加，构成了生物修复的重大生态障碍，通过生态位抢占和生态位改造阻止了引入的生物增强菌株的稳定定殖。在本研究中，我们开发了一种精细调节的化学预处理策略，以快速打破土著微生物组的优先效应，从而促进总石油烃（TPH）污染土壤中功能降解菌的定向组装和可持续定殖。我们的结果表明，该策略成功克服了土著微生物组的优先效应，使引入的降解菌Bacillus velezensis的定殖能力提高了560.43%，并实现了63.21%的稳定TPH去除效率，且无反弹现象。该干预措施通过生态位改造使B. velezensis的生态位宽度扩大了54.71%，从而降低了土著微生物组的生态位占据度。优先效应的破坏进一步重塑了微生物群落组装，促进了具有烃类降解潜力的稀有土著类群（包括Providencia和Citrobacter）的富集。宏基因组和代谢通路分析表明，B. velezensis的成功定殖增强了与土著稀有降解菌之间的代谢协作，共同提高了烷烃和多环芳烃的降解效率。这些发现建立了一个通过优先效应调控来操纵微生物组组装的通用生态框架，并为跨污染生态系统的微生物组工程提供了一种实用策略。