《Journal of Hazardous Materials Advances》：Degradation of recalcitrant polyaromatic hydrocarbons (pyrene) by indigenous microbial population of the oil-contaminated saline wetland: Behesht-e-Masoumeh
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人类活动，包括石油开采和工业排放，已导致高盐环境广泛受到碳氢化合物污染，这需要微生物进行高效修复。由于高盐环境通常伴随着石油污染，高盐浓度会抑制微生物在此过程中的效率；因此，微生物适应对于高效修复至关重要。本研究介绍了一种名为BMS（Behesht-e-Mas
人类活动，包括石油开采和工业排放，已导致高盐环境广泛受到碳氢化合物污染，这需要微生物进行高效修复。由于高盐环境通常伴随着石油污染，高盐浓度会抑制微生物在此过程中的效率；因此，微生物适应对于高效修复至关重要。本研究介绍了一种名为BMS（Behesht-e-Masoumeh-Soil）的耐盐微生物群落，该群落分离自Behesht-e-Masoumeh湿地的盐土样本。该群落在高NaCl浓度（5%至20% w/v）下能有效利用芘。在pH 7至8、NaCl浓度为10% (w/v) 且含有100 mg L-1芘的条件下，观察到BMS群落的最高生长速率和芘降解率，30天内去除率超过85%。在BMS群落培养基中鉴定出邻苯二甲酸二（乙基己基）酯，表明初始双加氧步骤可能发生在C4和C5位。根据群落的16S测序分析，细菌域中的假单胞菌门（Pseudomonadota，原变形菌门）和古菌域中的盐杆菌门（Halobacteriota）是优势门，相对丰度分别为50.74%和37.12%。除芘外，BMS还能有效降解其他多环芳烃（PAHs），30天内苊（acenaphthene）去除率达94%，荧蒽（fluoranthene）达81%，苊烯（acenaphthylene）达78%。本研究结果凸显了该微生物群落在通过生物强化和生物刺激策略开发生物修复方面的巨大潜力，这可作为一种处理多环芳烃污染场地的有效策略，主要归因于该群落利用这些芳香族化合物作为能源的高耐受性和能力。
论文解读：高盐油污染环境中芘降解微生物群落的研究
本研究聚焦于伊朗Behesht-e-Masoumeh湿地这一独特的生态环境，该地区不仅邻近油田，历史上曾发生重大井喷事故，且土壤盐度极高（局部达20%）。研究人员针对该区域分离出的土著微生物群落BMS进行了系统性表征与应用潜力评估。研究发现，该群落能够在极端条件下高效降解芘（pyrene）及其他多环芳烃（PAHs）。该研究揭示了高盐环境下微生物协同代谢顽固污染物的机制，相关成果发表在《Journal of Hazardous Materials Advances》上。
关键技术方法
研究人员采集了伊朗Qom地区Behesht-e-Masoumeh湿地的油污染土壤样本。通过富集培养法分离出以芘为唯一碳源的耐盐微生物群落BMS。利用16S rRNA基因扩增子测序技术（Illumina平台，V3-V4区）分析群落结构与多样性。采用单因素实验设计（OFAT），评估了不同盐度（0%-20% w/v NaCl）和pH值（4-9）对群落生长及芘降解效率的影响。通过高效液相色谱（HPLC）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）分别定量残留芘及鉴定代谢产物。此外，还通过稀释涂布法尝试分离单一菌株并进行分子鉴定。
研究结果
土壤样本特征
对采集的湿地土壤理化分析显示，该环境具有高盐度（15% w/v）、微碱性（pH 8）及高总石油烃（TPH，96.6 mg g-1）的特征。这种高离子强度和中性至碱性条件构成了支持烃类氧化和维持微生物生长的基质。
BMS群落分离与多样性分析
通过16S rRNA测序分析，研究人员发现BMS群落主要由细菌域的假单胞菌门（Pseudomonadota，占50.74%）和古菌域的盐杆菌门（Halobacteriota，占37.12%）组成。在属水平上，优势属为Natronorubrum（36.81%）、Marinobacter（24.92%）和Halomonas（22.32%）。这一组成反映了群落对高盐环境的适应性，其中Natronorubrum作为嗜盐古菌，Marinobacter和Halomonas作为能够产生胞外聚合物（EPS）的革兰氏阴性菌，共同构成了降解的核心力量。
芘生物修复实验
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pH和盐度对芘生物降解的影响：实验结果表明，盐度对群落生长和降解效率有显著影响。在低盐度（0-5% NaCl）下，生物量和降解率较低（约20%）；而在10-20% NaCl的高盐条件下，降解效率显著提升至84.6%-89.8%。这表明高盐环境筛选出了耐盐种群并增强了其酶活性。pH实验显示，在pH 7-8的中性至弱碱性条件下，微生物生长和芘降解达到峰值（约85%），极端酸性或碱性均会抑制活性。
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BMS群落对不同PAHs的生物降解：在最优条件（pH 8, 10% NaCl）下，BMS群落展示了广泛的底物谱。30天后，其对不同PAHs的降解效率排序为：苊（Acy, 94.82%）> 荧蒽（FLR, 81.92%）> 苊烯（Ace, 78.08%）> 萘（NaP, 75.82%）> 苯并[a]蒽（BaA, 75.64%）> 菲（Phe, 70.12%）> 蒽（Ant, 66.1%）。这表明该群落能有效处理低分子量和高分子量的PAHs。
芘的代谢途径
GC-MS分析显示，BMS群落降解芘的主要代谢产物为芘-4,5-二氢二醇（pyrene-4,5-dihydrodiol）和邻苯二甲酸二（乙基己基）酯。这证实了群落采用了以C-4和C-5位（K区）为靶点的双加氧酶（dioxygenase）介导的代谢途径，最终通过β-酮己二酸途径进入三羧酸（TCA）循环。
BMS群落中可培养菌株的芘降解能力
尽管测序显示Natronorubrum和Marinobacter丰度较高，但仅成功分离出一株Halomonas elongata（命名为BMS-1）。该菌株在含10% NaCl和100 mg L-1芘的培养基中30天内可去除61%的芘，证明了其在高盐条件下单独作用的潜力。
结论与讨论
综上所述，本研究从伊朗Behesht-e-Masoumeh高盐湿地成功分离并表征了BMS微生物群落。该群落表现出卓越的耐盐性（0-20% NaCl）和对多种PAHs的高效降解能力，其核心机制在于假单胞菌门与盐杆菌门的协同作用。特别是Natronorubrum等嗜盐古菌的存在，解决了传统生物修复在高盐环境中失效的难题。虽然目前仅分离出Halomonas elongata单一菌株，但这为后续通过宏基因组学解析未培养微生物的功能奠定了基础。该研究证实，利用土著耐盐微生物群落进行生物强化，是解决波斯湾等高盐油污染地区环境治理的有效策略。
