综述：恶臭假单胞菌(Pseudomonas bharatica) CSV86T的独特代谢特性：一种用于芳烃生物降解和升级回收的有前景候选菌株

《Journal of Bacteriology》：Unique metabolic traits of Pseudomonas bharatica CSV86T: a promising candidate for biodegradation and up-cycling of aromatics

本综述系统阐述了新型土壤细菌Pseudomonas bharatica CSV86T在芳烃污染物生物修复领域的突出优势。该菌株最显著特征在于其芳烃代谢不受碳分解代谢抑制(CCR)，能优先利用芳烃而非葡萄糖，并能与有机酸共代谢，有效解决了传统生物修复中简单碳源抑制污染物降解的关键瓶颈。其染色体编码的多样化降解途径、接合性转移的整合性接合元件(ICEnahCSV86)以及多重植物促生和生态适应特性，使其成为比模式菌株P. putida KT2440更具生态适应性的代谢工程底盘，在芳香污染物检测、降解和升级回收方面展示出巨大应用潜力。

　　

独特芳烃代谢偏好的新型菌株

Pseudomonas bharatica CSV86^T是从印度班加罗尔石油污染土壤中分离得到的新型细菌，最初被鉴定为恶臭假单胞菌。通过基因组分类学分析发现，该菌株属于P. putida G群，但其独特的代谢特征使其在生理上区别于其他恶臭假单胞菌菌株，最终被命名为Pseudomonas bharatica CSV86^T。

广泛的芳烃降解能力

该菌株能降解多种芳烃化合物，包括萘、甲基萘、苯甲醇、水杨酸、对羟基苯甲酸等，特别值得注意的是它能利用木质素衍生的苯丙烷类化合物，如香草醛、香草酸、阿魏酸等。其芳烃降解途径由染色体编码，包含将芳烃转化为儿茶酚、原儿茶酚酸、高原儿茶酚酸和高龙胆酸等中央中间体的"上部途径"，以及将这些中间体引入TCA循环的"下部途径"。

独特的碳源利用层级

与传统假单胞菌不同，CSV86^T的芳烃代谢不受葡萄糖或有机酸的抑制，反而优先利用芳烃而非葡萄糖，并能与有机酸共代谢。这种反向碳分解代谢抑制现象使其在复杂污染环境中具有显著优势，因为环境中存在的简单碳源不会抑制其污染物降解能力。

特殊的葡萄糖代谢机制

CSV86^T通过磷酸化途径专一性代谢葡萄糖，缺乏氧化途径。其葡萄糖结合蛋白(GBP)具有高度特异性，仅能结合葡萄糖。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(ZwfA)的催化效率较低，且存在功能性的葡萄糖脱氢酶(Gcd)将葡萄糖转化为不能进一步代谢的葡萄糖酸，这些因素共同导致该菌株在葡萄糖上生长缓慢、生物量低。

基因组可塑性与生物强化潜力

该菌株基因组大小为6.79 Mb，含有18个基因组岛，其中包括三个大于50 kb的整合性接合元件。ICE_nahCSV86携带萘降解基因簇，可接合转移至Stenotrophomonas maltophilia CSV89，使转接合子获得优先利用萘的能力，展示了其在遗传生物强化中的应用前景。

生态生理特性与原位应用

CSV86^T具有多种植物促生特性，如溶解无机磷钾、产生吲哚-3-乙酸(IAA)、分泌铁载体等。它能耐受高盐度(5.3% NaCl)、重金属(Co²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺)和真菌毒素富马酸，并具有抗真菌活性。这些特性使其能在污染环境中有效定殖和存活。

代谢工程潜力

研究人员已成功将CSV86^T工程化用于卡巴呋喃农药降解，通过表达来自Pseudomonas sp. C5pp的卡巴呋喃水解酶(CH)、1-萘酚-2-羟化酶(1NH)和推测转运蛋白McbT，使工程菌株能优先降解卡巴呋喃。芳烃诱导型启动子(如P_sal/NahR系统)在该菌株中表现出良好的表达特性，为后续代谢工程提供了分子工具。

应用前景与挑战

CSV86^T在芳香污染物生物传感、高效降解和升级回收方面具有广阔应用前景。其绕过CCR的能力使其成为构建全细胞生物传感器的理想宿主。然而，将实验室概念转化为实际应用仍需进行菌株优化和大规模生态测试，确保生物安全性并建立相应的监管框架。