科研进展 | 揭示苯系物和氯代烃共污染地下土壤中原位微生物组组成和分解代谢的异质性

近日,本室张晓君课题组揭示了混合污染场地的原位菌群空间异质性,并阐明其功能机制。相关研究成果以 “Heterogeneity in the Composition and Catabolism of Indigenous Microbiomes in Subsurface Soils Cocontaminated with BTEX and Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons” 为题发表于《Environmental Science & Technology》,张晓君研究员为论文通讯作者,上海交通大学博士生杨楷文为第一作者。

目前的生物修复工具专注于单一类型污染物的去除,在混合污染条件下往往因高度空间异质性导致效果不理想。本研究通过对一个污染场地小范围内十个不同位点的土壤样本进行分析,揭示了微生物群落的组成和污染物降解潜力的空间异质性,并探讨了在BTEX和氯代烃共污染的地下土壤中本土微生物组的异质性。十个点位的菌群基于群落组成自然划分为三种模式,不同簇内优势菌和两类污染物的降解菌有所差异。在第一簇中,Pseudomonas凭借其携带的多种单加氧酶和谷胱甘肽S-转移酶在被高浓度混合污染的条件下富集;第二簇检测到大量携带潜在共代谢降解功能的微生物;第三簇以Ralstonia和有机卤呼吸菌(OHRB)为主,通过还原脱氯途径降解氯代烃。

 

本研究报道了混合污染场地下不同类型污染物分布驱动的土壤原位微生物群落的空间异质性,通过对群落组成、多样性、共现模式和功能进行微生物群落响应解析,阐明了不同类型污染物在各种情况下去除机制的差异和共污染条件下潜在的综合效应,构建了以原位菌群为中心,结合理化因子和污染物分布数据的生物修复策略开发框架,为应对混合污染场地异质性的挑战提供了解决方案。

本研究得到国家自然科学基金委中欧国际合作重大项目EiCLaR(32061133001)的资助。本研究的实施得益于与欧盟合作伙伴的合作(European Union’s Horizon 2020, N°965945)。

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c10071

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