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《“组学”深入开展以改良绿色生物修复技术为目标的多环芳烃降解的研究》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 金慧敏
  • 发布时间：2015-09-24

  • 法国雷恩第一大学这篇综述总结了近年来微生物和植物对多环芳烃（PAHs）生物转化问题。大多数关于多环芳烃降解的研究只关注植物或微生物，把两者分开来研究，而这篇综述强调植物和它们根际微生物群落的交互作用。事实上，植物根系分泌根系分泌物，其中包含了营养丰富的、多信号的分子，这些分子能够影响到细菌和真菌群落。这些群落的复杂交互作用在高分子量多环芳烃和其他复杂分子的降解中起到至关重要的作用。本文讨论了新兴的综合方法，如（元-）基因组学、（元-）转录组学、（元-）代谢组学和（元-）蛋白质组学，着重强调了在单物种和群体层次的“组学”途径在破译多环芳烃降解的分子机制。这些知识为复杂生态系统中有机分子的降解研究打开了新篇章，将有助于建立基于植物和微生物群落交互作用的、革新的净化战略。文章发表在《环境科学与技术》期刊，DOI: 10.1021/acs.est.5b01740

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    • 来源专题：长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：changjiang
    • 发布时间：2017-09-14
    • 时间: 2017-07-04 编辑: 打印 大 中 小 关闭. 　　多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs ）是具有“ 三致效应” 的有机污染物，其疏水性强，在环境中不易生物降解而持久性残留。我国是PAHs 排放大国，据估算年排放量超10 万吨，且逐年上升。发展和推进PAHs 污染土壤的生物修复技术，对我国土壤环境质量改善和生态功能恢复具有重要现实意义。　　高环PAHs （≥4 环）是该类污染物的修复重点，其中苯并[a] 芘因高致癌性更受公众关注。然而，目前针对该污染物的降解生物资源相对十分匮乏。南京土壤研究所土壤微生物团队曾军助理研究员和林先贵研究员（通讯作者）等针对苯并[a] 芘，采用克隆表达技术从PAHs 降解菌分枝杆菌中获取了能够转化该污染物的环羟基化双加氧酶，该研究通过分子模拟方法解析了该酶蛋白结构与PAHs 催化性能的关系。结果发现，该环羟基化双加氧酶具有相对更大的催化活性口袋用以容纳高环PAHs ，同时其活性位点与苯并[a] 芘的结合能相对较低，利于更好的发挥催化作用。本研究首次提出酶- 底物的分子结合能影响环羟基化双加氧酶对高环PAHs 的转化，该结合能可作为高环PAHs 转化酶资源的挖掘提供参考指标。同时，研究扩充了高环PAHs 转化功能酶，为发展和推进污染土壤的生物修复技术提供重要技术支撑。该研究结果发表在Chemosphere 上。
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  • 《微生物所黄英研究团队揭示海洋放线菌有氧铁还原与多环芳烃降解的耦合及其机制》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2023-09-06
    • 　　近日，中国科学院微生物研究所黄英研究团队在 Journal of Hazardous Materials期刊发表论文，题为“Coupled Fe(III) reduction ａｎｄ phenanthrene degradation by marine-derived Kocuria oceani FXJ8.057 under aerobic condition”，揭示了在有氧条件下海洋放线菌的铁还原过程与多环芳烃污染物菲降解过程的耦合，并解析了相关分子机制。 　　目前已报道的微生物铁还原过程主要发生在厌氧或有氧酸性（pH<4）环境。黄英团队前期研究发现部分放线菌能够在有氧且pH中性环境下还原含铁矿物及可溶性Fe(III)（Chemical Geology, 2019）。该团队近期研究进一步发现，放线菌在还原铁的过程中可快速降解多环芳烃等有机污染物。相比于只含有菲或Fe(III)的培养体系，在同时含有菲和Fe(III)的体系中，海洋放线菌Kocuria oceani FXJ8.057的菲降解率及Fe(III)还原率均显著提高。转录组和代谢产物分析结果表明，在菲和Fe(III)同时存在时，K. oceani FXJ8.057的菲降解途径和核黄素合成途径显著增强。通常情况下K. oceani FXJ8.057主要通过邻苯二甲酸途径降解菲，Fe(III)的存在激活了其另外两条菲降解途径，即联苯二甲酸途径和水杨酸途径。同时，K. oceani FXJ8.057分泌的核黄素可作为电子穿梭体，将菲降解产生的电子快速传递给胞外Fe (III)。Fe (III)还原形成的Fe(II)与细胞产生的H2O2发生胞外芬顿反应，生成的强氧化物·OH进一步增加了菲的氧化降解。另一方面，菌株分泌的铁载体和有机酸等有机配体可以和胞外Fe(II)形成复合物，延缓其再氧化。本研究为开发微生物技术去除污染水体中多环芳烃等有机物污染物提供了新思路。 　　中国科学院微生物研究所博士研究生白冰冰为论文第一作者，黄英研究员和张利敏副研究员为本文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金和中国大洋矿产资源研究开发协会项目的支持。 　　原文连接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389423015200
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