尼罗河沉积物中潜在有机卤化物呼吸菌群的发现及其生物修复意义

《BMC Microbiology》：Unveiling organohalide respiration potential in River Nile sediments via 16S rRNA gene amplicon sequencing of endogenous bacterial communities

编辑推荐：工业污染导致尼罗河沉积物中积累有毒有机卤化物，威胁生态与公共健康。本研究通过16S rRNA基因扩增子测序和PICRUSt功能预测，揭示了沉积物中Dehalococcoides、Dehalogenimonas等有机卤化物呼吸菌（OHRB）的多样性，并通过微宇宙实验验证了四氯乙烯（PCE）还原脱氯活性，为污染沉积物的原位生物修复提供了关键微生物资源与理论依据。

　　 尼罗河作为埃及的生命之源，长期承受着工业废水、农业径流和未经处理的污水排放，导致沉积物中积累了大量持久性有机卤化物污染物，如四氯乙烯（PCE）和三氯乙烯（TCE）。这些化合物不仅具有致癌性，还可能通过食物链富集威胁人类健康。传统的物理化学修复方法成本高昂且易产生二次污染，而利用土著微生物的有机卤化物呼吸（OHR）能力进行生物修复，成为更具可持续性的解决方案。然而，尼罗河沉积物中OHRB的多样性和功能潜力尚未系统研究。

为解决这一问题，来自艾因夏姆斯大学的研究团队通过高通量测序和生物信息学分析，揭示了尼罗河沉积物中OHRB的群落结构及功能潜力，相关成果发表于《BMC Microbiology》。研究采用16S rRNA基因扩增子测序（Illumina MiSeq平台）解析微生物组成，结合PICRUSt预测功能基因，并通过微宇宙实验验证了PCE的还原脱氯活性。

微生物群落结构与多样性 测序分析显示，变形菌门（Proteobacteria）是优势菌群（RNS1:51.4%，RNS2:71.1%），而绿弯菌门（Chloroflexi）和拟杆菌门（Bacteroidetes）在特定样本中占比显著。通过EZ-biocloud数据库鉴定出Dehalococcoides、Dehalogenimonas等OHRB属，PCR进一步验证了其16S rRNA基因的存在。

功能预测与OHR潜力 PICRUSt分析预测了四氯乙烯还原脱卤酶（PceA, K21647）和3-氯-4-羟基苯乙酸还原脱卤酶（K21566）等关键功能基因，表明沉积物微生物具备降解多种有机卤化物的代谢潜力。

微宇宙实验验证 在厌氧条件下，沉积物培养体系将PCE逐步还原为TCE和DCE，GC-FID检测证实了脱氯活性，为OHRB的实际功能提供了直接证据。

结论与意义 该研究首次系统揭示了尼罗河沉积物中OHRB的多样性和功能潜力，为开发基于土著微生物的生物修复技术奠定了基础。未来可通过富集培养筛选高效脱氯菌株，优化原位修复策略。此外，研究提出的功能基因标记（如PceA）可作为监测污染修复进程的生物指标，推动低成本、低环境影响的污染治理实践。