新聞動(dòng)態(tài)廣州地化所發(fā)現(xiàn)氯呼吸菌對(duì)HBCD對(duì)映和非對(duì)映體異構(gòu)體的厭氧降解機(jī)制
六溴環(huán)十二烷（HBCD）是一種在建筑、紡織和電子領(lǐng)域使用量最大的脂環(huán)族添加型阻燃劑，由于其具有高毒性、持久性和生物富集性，已被列入《斯德哥爾摩公約》新增受控持久性有機(jī)污染物（POPs）名單中。HBCD疏水性強(qiáng)，容易蓄積在缺氧的沉積物環(huán)境中，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害。因此，HBCD的環(huán)境污染問題已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。HBCD由16種同分異構(gòu)體組成，其中(±)α-HBCD、(±)β-HBCD、(±)γ-HBCD是在環(huán)境中主要檢測(cè)出的HBCD同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)體物理化學(xué)性質(zhì)的不同會(huì)導(dǎo)致其生物毒性和降解行為具有顯著差異。厭氧微生物降解是沉積環(huán)境中HBCD自然衰減過程中最重要的途徑之一。然而，國(guó)內(nèi)外關(guān)于HBCD同分異構(gòu)體的厭氧生物降解一直缺乏深入研究。
近期，中國(guó)科學(xué)院院廣州地球化學(xué)研究所彭平安研究員、鐘音副研究員和美國(guó)羅格斯大學(xué)Lily Young教授、黃偉林教授合作開展了HBCD厭氧微生物降解研究。研究發(fā)現(xiàn)在厭氧環(huán)境中廣泛存在的氯呼吸菌Dehalococcoides mccartyi能利用HBCD為唯一電子受體對(duì)HBCD進(jìn)行還原脫溴（圖1）。經(jīng)過42天的實(shí)驗(yàn)，12 μM HBCD的還原脫溴率達(dá)到了75%，生成三種脫溴產(chǎn)物，分別為四溴環(huán)十二烷碳一烯、二溴環(huán)十二碳二烯和環(huán)十二碳三烯。HBCD的厭氧微生物降解具有非對(duì)映體選擇性，三種異構(gòu)體的降解速率依次為α-HBCD > β-HBCD > γ-HBCD（圖2）。然而，HBCD的對(duì)映體降解不具有選擇性。此外，其它生長(zhǎng)基質(zhì)（如四氯乙烯）的添加對(duì)HBCD的降解效率、對(duì)映體和非對(duì)映異構(gòu)體的降解選擇性均無顯著影響。
圖 1 氯呼吸菌Dehalococcoides mccartyi 對(duì)HBCD的厭氧降解
圖 2氯呼吸菌Dehalococcoides mccartyi對(duì)α-HBCD、β-HBCD和γ-HBCD的厭氧降解
該研究首次報(bào)道了氯呼吸菌對(duì)HBCD對(duì)映和非對(duì)映體異構(gòu)體的厭氧降解機(jī)制，為缺氧環(huán)境中HBCD異構(gòu)體的降解、轉(zhuǎn)化、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和微生物修復(fù)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在國(guó)際知名期刊Frontiers in Microbiology上，該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（Nos. 41120134006和 41473107）的資助。
原文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.01713/full
（有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 & 所綜合辦公室 供稿）
