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电子垃圾污染土壤PCBs微生物降解研究取得进展

来源:广州地球化学研究所 2018-10-21 16:14






粗犷的电子垃圾拆解活动导致大量的持久性有机污染物,如:多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)释放到土壤中,对生态环境与人体健康构成了严重威胁。微生物降解是土壤中PCBs消减的重要途径。但在实际应用中,PCBs的微生物修复却受到了极大限制,究其原因主要有:一、通过分离培养获得的微生物菌种有限,应用时可选项不多;二、电子垃圾拆解区土壤中同时含有高浓度的多种重金属,这对微生物的金属抗性提出了更高要求;三、对原位环境下功能微生物及其降解机制缺乏认识,难以制定有效的调控手段;四、实际环境中的功能微生物与其功能基因无法联系起来,限制了对高效的功能基因异源表达宿主的挖掘,阻碍了功能基因的资源化利用。

近期,中国科学院广州地球化学研究所博士后江龙飞和合作导师罗春玲,利用DNA稳定性同位素探针技术(DNA-SIP),不经分离培养,对清远电子垃圾污染土壤中的PCBs降解微生物进行了原位研究。鉴定得到了包括Ralstonia,Cupriavidus和DA101在内的21种功能微生物,并首次报道了不可培养细菌DA101具有降解PCBs的能力。研究获得了1个13.8 kb的PCBs降解操纵子,通过解析操纵子结构,揭示了PCBs的降解机制(图1)和该操纵子的水平转移能力。基于四核苷酸指纹特征分析,成功地将功能基因与功能微生物联系了起来,证明了操纵子来自于Ralstonia(图2)。该研究在鉴定功能微生物的同时,揭示了PCBs微生物降解机制,并为功能基因起源分析提供了新途径。该研究成果不仅深化了PCBs污染土壤微生物修复的理论基础,为功能微生物的探查和功能基因的资源化利用亦提供了新思路。

该研究得到国家自然科学基金、广州市科技计划项目的资助,相关成果已发表于Environmental Science & Technology。(生物谷Bioon.com)
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