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南京土壤所在合成菌群调控除草剂降解和微生物碳代谢中取得进展

2025-07-04 分享到：

经调查，中国东北黑土区存在复合除草剂残留问题，具有一定的环境风险，但目前针对这类复杂且持久的混合物进行有效的生物修复的研究仍十分有限，研究报道的菌株大多仅能降解单一除草剂，且其生物活性和功能仅在实验室分离研究中得到验证。本研究的微生物合成菌群修复技术为土壤除草剂残留问题提供了可行的解决方案。

中国科学院南京土壤研究所褚海燕团队通过采集辽宁铁岭至黑龙江黑河的东北典型黑土区的52个代表性土壤样品，检测了土壤中8种典型除草剂的残留水平。通过高通量测序和高通量纯培养技术筛选到9株能够高效降解复合除草剂的菌株，并构建了一个由4个菌株组成的合成菌群（SynCom），能降解多种复合除草剂、稳定定殖在土壤中、增加土壤细菌多样性并显著增强土壤酶活水平。

在黑土土壤培养试验中，SynCom能在35天内实现60%−99%的土壤中除草剂的降解，并能在土壤中持续维持高于104 cfu/g的生物量。SynCom的施加能促进土壤中碳水化合物活性酶和微生物残体碳的显著积累，阐明了菌群对土壤微生物碳代谢功能的调控作用。宏基因组学分析进一步论证，加入SynCom后土壤中三羧酸循环、丙酮酸代谢、糖酵解等微生物碳代谢通路被显著激活。

该研究提出了SynCom在土壤中的除草剂降解与生态系统调节模型，阐明了SynCom在修复8种复合除草剂、提升土壤生物多样性与碳代谢功能、以及增加土壤有机质含量方面的多重功效，为除草剂污染土壤的微生物修复提供了新途径，为农业可持续发展提供了切实可行的解决方案。本研究得到张佳宝院士和朱永官院士的指导。得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项等项目支持。相关成果近日发表在iMeta上。

论文链接

合成菌群调控土壤除草剂降解和微生物碳代谢模式图