随着工农业的快速发展，以1,1,1-三氯乙烷和氯仿为代表的氯代烷烃污染已成为全球性的环境挑战。这类持久性氯代烷烃污染物不仅严重威胁地下水资源安全，还对生态系统稳定性和人类健康构成极大风险。研究表明，1,1,1-三氯乙烷和氯仿具有显著的生物毒性，能够抑制产甲烷菌的生长活性，并干扰有机卤呼吸细菌对氯代乙烯类化合物的脱氯解毒过程。特别是在多种有机氯化物共存的复合污染场地，1,1,1-三氯乙烷和氯仿的存在会显著影响其他污染物的降解效率。因此，在修复策略上，优先去除1,1,1-三氯乙烷和氯仿对于实现多种有机氯污染物的协同转化和高效去除具有重要的实践意义。
尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所污染环境微生物生态组研究团队在有机氯污染微生物修复领域取得重要突破。该团队以辽宁沈阳细河沉积物为研究对象，成功构建了稳定的1,1,1-三氯乙烷脱氯富集培养体系。经过连续传代培养，研究团队观察到体系脱氯速率显著提升，并成功富集到高丰度的脱卤杆菌(Dehalobacter)。深入研究发现，该富集培养体系不仅能够将1,1,1-三氯乙烷转化为1,1-二氯乙烷，还展现出对氯仿、1,1,2-三氯乙烷和1,2,4-三氯苯等多种有机氯化物的脱氯能力。qPCR定量分析证实，脱卤杆菌的生长与这些有机氯化物的还原脱氯过程紧密耦合。基于其独特的代谢特性，研究团队将该菌株命名为Dehalobacter sp. strain T。通过整合蛋白质组学和宏基因组学分析，研究人员成功鉴定出关键脱卤酶TcaA。该酶在1,1,1-三氯乙烷和氯仿脱氯过程中呈现高表达特征，其氨基酸序列与已知CfrA-like脱卤酶的相似性高达94.7%-96.7%。基因组学分析发现，T菌株还编码一种TcbA-like还原脱卤酶，该酶与已报道的1,2,4-三氯苯脱卤酶的相似性达95%，可能是驱动1,2,4-三氯苯脱氯过程的关键酶。研究团队还通过扩增子测序和宏基因组分析，深入解析了T菌株与其他微生物群落的代谢互作网络，揭示了重要的代谢途径和潜在的种间代谢物转移机制。系统进化与比较基因组分析表明，脱卤杆菌T菌株呈现出明显的基因家族收缩特征和基因缺失现象，这可能是其与体系中其它微生物形成协同代谢关系的重要基础。该研究成果不仅为深入理解脱卤杆菌的生态功能和进化机制提供了新的理论依据，更为开发高效的微生物环境修复技术奠定了基础。随着研究的不断深入，这些"环境卫士"有望在污染治理领域发挥更大作用，为水环境安全提供有力的技术支撑。
研究成果以“Comparative proteogenomics reveals ecological and evolutionary insights into the organohalide-respiring Dehalobacter restrictus strain T”为题，于2025年03月20日正式发表在Applied and Environmental Microbiology。尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所博士研究生李晓翠为第一作者，杨毅研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（42177220、42377133）、国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”（2023YFE0122000）的支持。
论文链接：http://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01719-24
图1. 1,1,1-三氯乙烷和氯仿的还原脱氯 (A) 1,1,1-三氯乙烷第6代富集培养 (B) 1,1,1-三氯乙烷第12代富集培养 (C) 氯仿第6代富集培养 (D) 乙酸作碳源的1,1,1-三氯乙烷第6代富集培养
图2. 1,1,1-三氯乙烷脱氯富集培养物在门水平(A)和属水平(B)的微生物群落结构
图3. 1,1,1-三氯乙烷脱氯过程紧密耦合T菌株的生长
图4. 基于16S rRNA 基因(A)与基因组序列(B)的系统发育分析
图5. T菌株与富集培养中非脱氯菌种群间的代谢物转移
图6. 还原脱卤酶进化分析
