記者從中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉，該研究院客座研究員戴俊彪與上海交通大學(xué)教授唐鴻志團(tuán)隊合作，成功構(gòu)建了可同時降解五種有機污染物的新型工程菌株，并通過實際工業(yè)廢水樣本驗證，展示了該菌株對高鹽廢水中復(fù)合污染物的高效降解能力，為破解傳統(tǒng)微生物處理技術(shù)存在的“鹽抑制效應(yīng)”提供了中國方案。該成果北京時間5月7日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

高鹽廢水是工業(yè)廢水中的一種特定類型，主要來自化工廠及石油和天然氣的采集加工等，包含懸浮物、有機物、重金屬、有害化學(xué)物質(zhì)和營養(yǎng)鹽等污染物，對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)會造成巨大的影響。因此，去除高鹽廢水中的有機污染物對生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

 △迭代自然轉(zhuǎn)化法（INTIMATE）示意圖 

自然界的微生物雖然能分解高鹽廢水中的部分污染物，但每個菌種通常只擅長處理一兩種特定污染物。當(dāng)面對高鹽廢水中油污、重金屬、放射性物質(zhì)等組成的“混合垃圾”時，這些天然微生物就顯得“力不從心”。此外，因微生物降解所涉及的基因種類和數(shù)目較多，常規(guī)基因工程技術(shù)對菌株設(shè)計和改造的速度和深度非常有限。

近年來，合成生物學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展為降解菌株的構(gòu)建提供了可能。研究團(tuán)隊通過研究，精準(zhǔn)鎖定了具有最快繁殖速率、高鹽耐受和易基因編輯等特性的耐鹽菌株“需鈉弧菌（Vmax）”，并通過調(diào)控基因精準(zhǔn)構(gòu)建可調(diào)控的具有高效自然轉(zhuǎn)化能力的菌株VCOD-2。這一菌株相較于自然界中微生物，轉(zhuǎn)化效率可提升數(shù)倍。

在進(jìn)一步研究中，研究團(tuán)隊在單一菌株中構(gòu)建了覆蓋單環(huán)到多環(huán)化合物的五條人工代謝通路，得到的“微生物特種兵”VCOD-15，可實現(xiàn)五種典型芳香類有機污染物——聯(lián)苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯的同時降解，涵蓋了從單環(huán)到多環(huán)化合物的廣泛底物范圍。

研究團(tuán)隊通過實際工業(yè)廢水樣本系統(tǒng)驗證了“微生物特種兵”工程菌株VCOD-15從實驗室到實際污染場地的全場景降解效果。例如，在污染物降解能力方面，這種“微生物特種兵”展現(xiàn)出多靶點同步處理優(yōu)勢——在48小時內(nèi)對五種目標(biāo)污染物的去除率均超60%，其中對聯(lián)苯實現(xiàn)完全降解（100%），甲苯、二苯并呋喃等復(fù)雜污染物降解率近90%，較天然菌株提升2至3倍效能。

未來，該成果的核心技術(shù)可延伸應(yīng)用于海上溢油污染治理、工業(yè)場地修復(fù)、微塑料生物降解等多個生態(tài)環(huán)保場景，不僅為破解復(fù)合污染治理難題提供了智能生物工具，更可以推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)從末端治理向生物智造升級，助力雙碳目標(biāo)實現(xiàn)。（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）

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