复苏促进因子加速高效厌氧脱氯培养物的富集
编号:803
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更新:2023-04-08 19:08:35 浏览:470次
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摘要
多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)组成复杂,性质稳定,是土壤中分布较广泛的持久性有机污染物,对人体健康及整个生态环境系统造成严重危害。微生物对PCBs的代谢降解是土壤PCBs最主要的削减方式,决定PCBs在土壤中的最终残留量。然而,绝大多数微生物均因处于活的非可培养(viable but non-culturable, VBNC)状态,而限制其降解功能的发挥,成为微生物修复技术应用的瓶颈问题。课题组前期已证明藤黄球菌复苏促进因子(resuscitation-promoting factor, Rpf)对PCBs好氧降解微生物的复苏促进作用,但是有关Rpf对厌氧微生物功能菌群的研究尚未展开。因此,亟需开展Rpf对PCBs厌氧脱氯关联微生物的影响及作用机制研究。
本研究以PCBs厌氧土壤为研究对象,分阶段富集厌氧脱氯菌群,分别采用四氯乙烯(tetrachloroethylene, PCE)和Aroclor 1260考察Rpf添加对富集PCE/PCBs脱氯功能菌群的影响。通过脱氯性能与脱氯途径的对比分析,探明Rpf加速厌氧脱氯的效率及其作用的主要脱氯途径;并借助高通量测序与qPCR考察Rpf加速厌氧脱氯的关联微生物功能群及功能基因,揭示Rpf加速厌氧脱氯的微生物机理,明晰响应Rpf的厌氧脱氯菌与协同菌的主要类群。研究结果表明,Rpf可显著加速厌氧脱氯培养物的富集。添加Rpf的脱氯富集培养物其脱氯性能显著提高,PCE脱氯性能提高3.8-5.4倍,Aroclor 1260脱氯速度与深度均显著提升。Rpf组富集培养物经50天培养后,高氯代PCBs在TGs和CGs中分别占36.7%和59.8%。Rpf提高Aroclor 1260脱氯性能主要归因于加速间位氯原子的去除(47.7 mol% vs. 14.7 mol%),而无明显改变脱氯途径。微生物菌群与功能基因解析表明Rpf添加可显著提高厌氧脱氯菌包括Chloroflexi中的Dehalococcoides和Firmicutes中的Desulfitobacterium的富集,也可显著增加协同脱氯菌Methanosarcina、Desulfovibrio和Bacteroides的丰富度。本研究为强化PCBs污染土壤厌氧微生物修复开辟一种新的方法与思路。
关键词
复苏促进因子,多氯联苯,功能菌群,厌氧脱氯
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