分散剂强化枯草芽孢杆菌CYA27降解菲的代谢机制研究及其在海洋石油污染修复中的应用

本研究针对石油工业中芳香烃污染问题，探讨了分散剂对枯草芽孢杆菌CYA27降解菲的强化作用。研究发现棕榈油基分散剂(Bio-OSD)和石油基分散剂(Non-Bio-OSD)分别使菲降解率提升至73.9%和46.7%，通过LC-MS/MS代谢组学证实分散剂可激活水杨酸/邻苯二甲酸双途径进入TCA循环，为海洋PAHs生物修复提供了新机制见解。

芳香烃污染与石油工业活动密切相关，对环境和人类健康构成严重威胁。利用烃类降解细菌进行生物降解，特别是与分散剂联用，为缓解此类污染提供了前景广阔的方法。本研究以菲为模型化合物，评估了分散剂添加对枯草芽孢杆菌CYA27降解能力的影响。比较了两种分散剂：棕榈油基分散剂(Bio-OSD)和石油基分散剂(Non-Bio-OSD)。结果表明，Bio-OSD和Non-Bio-OSD的存在增强了菲的降解，在35天后分别达到73.9%和46.7%。这种提升归因于底物生物利用度的增加，以及分散剂可能通过共代谢机制作为辅助碳源被利用——儿茶酚双加氧酶活性(C12O和C23O)和特定代谢中间体的检测为此提供了支持，为芳香环裂解中可能的酶促反应提供了初步证据。利用LC-MS/MS进行的代谢谱分析揭示，在分散剂存在下使用的降解途径包括水杨酸途径和邻苯二甲酸途径，这些产物进一步通过三羧酸循环(TCA cycle)代谢。相比之下，无分散剂时菲的生物降解通过形成4-甲氧基-1-萘酚进行，这表明存在一种甲氧基化机制，该机制可能降低了毒性但并未进入TCA循环。这些发现揭示了分散剂不仅增强了底物的生物利用度，还改变了细菌的代谢偏好，凸显了它们在溢油生物修复策略中的双重作用。这项工作为菲的分解代谢以及分散剂对海洋多环芳烃(PAH)生物降解的机制性影响提供了新的见解。