氢气（H2）代谢微生物在全球H2循环过程中发挥了决定性作用，并参与耦合其他元素的生物地球化学循环过程。许多微生物可利用H2作为电子供体，催化还原有机卤化物、偶氮化合物和痕量金属等污染物。中国科学院南京土壤研究所研究员滕应课题组系统论述了H2代谢在环境生物修复中的作用，阐明了H2代谢参与共营养和氢化酶的研究现状，并提出H2代谢这种生物能源在土壤污染生物修复领域中的应用（Frontiers in Microbiology, 2019, 10: 106）。微生物H2的释放和消耗途径很多，影响着微生物群落的结构和功能。在豆科植物-根瘤菌共生且不含吸氢酶的类菌体（Hup-）附近土壤中可以发现局部的H2积累，这些H2可以作为形成土壤微生物群落结构和功能的额外能量输入。豆科植物-根瘤菌共生的类菌体可以促进PCBs的生物降解，但其释放的H2是否对污染土壤中多氯联苯（PCBs）微生物降解具有重要作用，至今尚不清楚。
基于此，滕应课题组系统模拟研究了两种不同土壤类型中氢气对土壤中PCB77降解的影响。结果表明，高浓度氢气可以促进土壤微生物对PCB77的去除，并与bph基因（联苯降解途径）的结果相一致，但这种促进效果因土壤类型而异。通过PICRUSt功能预测数据分析表明，高浓度氢气一方面可能对降解细菌直接产生影响，另一方面也可能对涉及降解细菌和非降解细菌的一系列微生物过程产生协同作用的间接影响，从而影响土壤微生物群落对污染物的降解。该研究结果从微生物学角度揭示了氢气对土壤中PCBs微生物降解的影响作用机理，对合理利用氢代谢调控PCBs污染土壤生物修复具有重要的科学指导意义。
相关研究成果已发表在Science of the Total Environment上。研究工作得到了国家重点研究计划（2019YFC1803705）和国家自然科学基金（41671327）等项目的资助。
