新型石油烃降解菌Microbacter sp. EMBS2025全基因组测序揭示其生物修复潜力与代谢机制

本研究针对石油污染治理难题，从印度Chilika Lake分离获得一株具有生物表面活性剂生产能力的石油烃降解新菌株Microbacter sp. EMBS2025。通过全基因组测序（WGS）和功能注释，鉴定出包括alkB、benABC等关键降解基因及rhlG_1/rhlG_2等生物表面活性剂合成基因，证实其对烷烃和芳香烃的高效降解能力。该菌株在20%原油浓度下仍保持降解活性，基因组分析显示其可能为Microbacterium属新种，为石油污染生物修复提供了新型微生物资源。

　　

随着全球原油需求预计在205年达到每日1.215亿桶，石油污染已成为严峻的环境挑战。印度7500公里的海岸线尤其脆弱，如孟买-乌拉管道泄漏事件导致600吨原油入海，造成生态灾难。石油烃中的多环芳烃（PAHs）具有持久性和生物累积性，传统物理化学修复方法效率低下且成本高昂，而微生物修复技术因其环境友好特性备受关注。

印度Eminent Biosciences和LeGene Biosciences Pvt Ltd的研究团队从Chilika Lake的石油污染水域分离出一株具有双重功能的细菌Microbacter sp. EMBS2025。该菌不仅能产生生物表面活性剂（乳化指数达72%），还能高效降解原油中的烷烃和芳香烃。通过Illumina NovaSeq 6000平台完成全基因组测序（测序深度1482×），揭示其3.52 Mb基因组包含3237个编码序列，其中64个为特有基因。功能注释发现该菌具有完整的烃类降解通路（如alkB介导的烷烃氧化和benABC参与的芳香烃开环），以及rhlG_1/rhlG_2等生物表面活性剂合成基因。研究发表在《Scientific Reports》期刊，为石油污染治理提供了新的生物解决方案。

关键技术包括：1）从Chilika Lake采集水样进行菌株分离；2）通过油扩散试验和BATH assay评估生物表面活性剂活性；3）GC-MS分析烃类降解效率；4）Illumina NovaSeq 6000平台全基因组测序；5）OrthoFinder进行正交基因簇分析；6）KEGG和COG注释代谢通路。

微生物表征与生物表面活性剂生产
菌株在含20%原油的培养基中仍能生长，35天内对C₁₁-C₂₀烷烃降解率达90%。GC-MS显示n-C₁₇和n-C₁₈显著减少，证实其氧化降解能力。

基因组测序与组装
获得25个contig（N50=379,591 bp），GC含量70.72%。基因注释发现19种非编码RNA和51个tRNA，基因组完整性达100%。

正交基因簇与保守性分析
与5个近缘菌比较发现565个核心基因，64个EMBS2025特有基因可能与其环境适应相关。

平均核苷酸相似性(ANI)计算
与最近缘菌Microbacter sp. GSS18的ANI仅68.47%，低于95%的物种界定阈值，支持其作为新分类单元的地位。

变异注释
检测到11,729个变异位点，其中24.46%为高影响变异（如移码突变），可能促进代谢多样性。

石油烃降解通路
研究阐明了双通路机制：alkB/P450将烷烃转化为脂肪酸进入β-氧化，而benABC将芳香烃转化为邻苯二酚后通过ortho-cleavage途径进入TCA循环。

该研究首次系统解析了Microbacter sp. EMBS2025的基因组特征与降解机制，其独特的生物表面活性剂合成能力可解决烃类疏水性导致的降解效率低下问题。基因组注释发现的新型基因（如linC2编码的单加氧酶）为合成生物学改造提供了靶点。研究不仅丰富了极端环境微生物资源库，更为开发高效、低成本的生物修复制剂奠定了理论基础，对保护沿海生态系统和人类健康具有重要意义。