新聞動(dòng)態(tài)中科院廣州地化所在電子垃圾污染土壤PCBs微生物降解研究中取得新進(jìn)展
粗獷的電子垃圾拆解活動(dòng)導(dǎo)致大量的持久性有機(jī)污染物，如：多氯聯(lián)苯（PCBs）和多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）釋放到土壤中，對(duì)生態(tài)環(huán)境與人體健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。微生物降解是土壤中PCBs消減的重要途徑。但在實(shí)際應(yīng)用中，PCBs的微生物修復(fù)卻受到了極大限制，究其原因主要有：一、通過(guò)分離培養(yǎng)獲得的微生物菌種有限，應(yīng)用時(shí)可選項(xiàng)不多；二、電子垃圾拆解區(qū)土壤中同時(shí)含有高濃度的多種重金屬，這對(duì)微生物的金屬抗性提出了更高要求；三、對(duì)原位環(huán)境下功能微生物及其降解機(jī)制缺乏認(rèn)識(shí)，難以制定有效的調(diào)控手段；四、實(shí)際環(huán)境中的功能微生物與其功能基因無(wú)法聯(lián)系起來(lái)，限制了對(duì)高效的功能基因異源表達(dá)宿主的挖掘，阻礙了功能基因的資源化利用。
近期，中科院廣州地球化學(xué)研究所博士后江龍飛和合作導(dǎo)師羅春玲研究員，利用DNA穩(wěn)定性同位素探針技術(shù)（DNA-SIP），不經(jīng)分離培養(yǎng)，對(duì)清遠(yuǎn)電子垃圾污染土壤中的PCBs降解微生物進(jìn)行了原位研究。鑒定得到了包括Ralstonia，Cupriavidus和DA101在內(nèi)的21種功能微生物，并首次報(bào)道了不可培養(yǎng)細(xì)菌DA101具有降解PCBs的能力。研究獲得了1個(gè)13.8 kb的PCBs降解操縱子，通過(guò)解析操縱子結(jié)構(gòu)，揭示了PCBs的降解機(jī)制（圖1）和該操縱子的水平轉(zhuǎn)移能力?；谒暮塑账嶂讣y特征分析，成功地將功能基因與功能微生物聯(lián)系了起來(lái)，證明了操縱子來(lái)自于Ralstonia（圖2）。該研究在鑒定功能微生物的同時(shí)，揭示了PCBs微生物降解機(jī)制，并為功能基因起源分析提供了新途徑。該研究成果不僅深化了PCBs污染土壤微生物修復(fù)的理論基礎(chǔ)，為功能微生物的探查和功能基因的資源化利用亦提供了新思路。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助，相關(guān)成果已發(fā)表于Environmental Science & Technology。
Longfei Jiang, Chunling Luo,* Dayi Zhang, Mengke Song, Yingtao Sun, Gan Zhang, 2018. Biphenyl-Metabolizing Microbial Community and a Functional Operon Revealed in E？Waste-Contaminated Soil. Environmental Science & Technology, 52, 8558？8567.
原文鏈接https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b06647
圖1：（A）操縱子結(jié)構(gòu)；（B）PCBs代謝途徑
圖2：功能基因與功能微生物基因組四核苷酸指紋之間的相互關(guān)系
（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）
