浮萍-功能菌耦合体系对水体酚类内分泌干扰物降解的功能强化及其机理研究

Phenolic endocrine disrupting chemicals (pEDCs) have generated considerable concern, because of their large production, wide-spread usage, potential harmful effects. A novel duckweed-degrading bacteria FID3 association will be constructed in this study. This association combines the merits of bioaugmentation and phytoremediation by inoculating the isolated high efficiency pEDCs-degrading bacteria FID3 onto the root surface of native duckweeds. The performance of this duckweed-degrading bacteria association in pEDCs removal will be evaluated under different influencing factors. In order to clarify the mechanism of pEDCs removal by using duckweed-degrader association, the bacterial colonization ability and the expression of function gene in the rhizosphere of duckweeds will be examined; the effects of root extract of duckweeds on the bacterial growth, pEDCs degradation activity, the expression of pEDCs degradation related genes will be investigated by using Confocal Laser Scanning Microscopy , RT real –time PCR technology. This study will great facilitate to develop a high-efficiency, economic, durable and environment-friendly remediation technology for pEDCs removal.

环境中的酚类内分泌干扰物（pEDCs），由于具有使用量大，雌激素效应强，在环境中难被降解的特点，近年来成为水体污染修复的一个热点问题。本研究拟结合微生物强化修复与植物修复技术的优势，从本地浮萍出发，将高效pEDCs降解菌定殖到浮萍根部，构建浮萍-降解菌FID3耦合体系，通过研究不同因素对耦合体系pEDCs降解性能影响，优化耦合体系运行条件，来高效降解水体pEDCs。通过对降解菌在浮萍根部的定殖能力和降解基因表达情况的检测，以及浮萍根系抽提物对降解菌的生长、降解活性、趋化性及降解基因表达的影响，揭示维持浮萍-微生物对水体中pEDCs污染持续高效降解的作用机制，以便为研究和开发浮萍-降解菌体系进行水体修复、也为利用其它水生植物-微生物相互作用进行水环境污染治理提供实践。

环境中的酚类内分泌干扰物，由于具有使用量大、雌激素效应强、难被降解的特点，成为水体污染修复的一个难点。植物-微生物联合修复技术因其修复效率高、成本低、无二次污染等特点受到广泛关注。本研究以对叔丁基苯酚为研究对象，采集并制备了本地无菌浮萍Spirodela polyrhiza，同时从环境中筛选到了4-tert-butylphenol高效降解菌株Sphingobium phenoxybenzoativorans Tas13.结合GC-MS技术以及Pacbio三代全基因组测序技术对Tas13菌株的降解性能以及降解途径进行了评价及解析。其次，构建了浮萍-降解菌Tas13耦合体系，通过该耦合体系的4-tert-butylphenol的降解性能检测，结果表明：在240小时的序批式实验中，浮萍-Tas13耦合体系可以持续、高效降解4-tert-butylphenol，并且随着周期数的增加，浮萍根部附着的菌株数目增加，4-tert-butylphenol的降解速率增加。最后，检验了浮萍-Tas13耦合体系降解能力受环境微生物的影响。将分离得到的促生菌株（Pseudomonas oryzihabitans T7）与植物抑生菌株（Pseudomonas plecoglossicida T1）单独或者混合添加到浮萍-Tas13耦合体系中，发现外源添加功能微生物对耦合体系的4-tert-butylphenol降解效率没有明显影响或具有一定的抑制作用，相关的作用机制尚需进一步研究。本研究为研究和开发浮萍-降解菌体系进行水体修复、也为利用其它水生植物-微生物相互作用进行水环境污染治理提供实践。