高效Cr(VI)还原菌Alcaligenes faecalis S1与耐受菌Lysinibacillus macrolides S2的协同去除机制：基因组与分子互作解析

本研究通过分离高还原性菌株Alcaligenes faecalis S1与高耐受性菌株Lysinibacillus macrolides S2，揭示了其通过胞外分泌（Extracellular reduction）、铬酸转运蛋白（ChrA）和DNA修复酶（RecA）等多机制协同转化Cr(VI)为低毒Cr(III)的过程。人工构建的菌群S3展现出更广pH适应性与高效还原能力，为铬污染生物修复提供了分子基础。

　　

Highlight

本研究从铬污染土壤中分离出高效Cr(VI)还原菌Alcaligenes faecalis S1（革兰氏阴性）与耐受菌Lysinibacillus macrolides S2（革兰氏阳性），二者在10小时内可完全还原0.1 mM Cr(VI)。扫描电镜（SEM）显示菌体表面存在Cr(III)沉淀，X射线光电子能谱（XPS）证实还原产物为Cr₂O₃。

Isolation of Cr(VI) resistant and reducing strain

通过LB培养基从安徽铬污染场地分离6株菌，筛选出S1（无法发酵葡萄糖）和S2（可产芽孢）。全基因组测序发现S1携带铬酸还原酶基因（ChrR）和ABC转运蛋白（ChrA），S2则富含NADPH依赖型还原酶（QueF）和超氧化物歧化酶（SOD），暗示其通过电子传递链（ETC）和抗氧化系统协同解毒。

Conclusion

双菌共培养构建的合成菌群S3展现出"1+1>2"效应：S1主导Cr(VI)还原（72小时效率达98.7%），S2通过外排泵（RND家族）降低胞内铬积累。这种"还原-耐受"分工模式为工程菌群设计提供了新思路。

CRediT authorship contribution statement

贡献声明采用CRediT分类标准，通讯作者Jinshuai Shi负责可视化分析，第一作者Jiacheng Zou完成初稿撰写与数据整理，体现团队协作的科研范式。

Declaration of competing interest

作者声明无利益冲突，符合学术伦理规范。

Acknowledgments

感谢国家自然科学基金（32472599、41977029）的资助支持。