摘要:

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摘要:卤代有机污染物因其持久性、高毒性和生物累积性，已成为全球环境治理的严峻挑战。脱卤微生物技术是应对这一挑战的关键绿色技术，专注于微生物介导的脱卤过程，在污染场地修复、工业生产和基础研究中具有重要意义。本期“脱卤微生物专栏”集中展现了该领域在前沿研究和应用技术上的最新进展。专栏涵盖四大核心主题：(1) 新型脱卤微生物资源与代谢多样性：专性有机卤呼吸细菌(organohalide-respiring bacteria, OHRB)的驯化与特性研究，以及深海冷泉、非专一性脱卤菌的挖掘；(2) 挑战性污染物与跨界污染物的生物转化，重点聚焦全氟及多氟烷基化合物(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)脱氟菌的发现与机制、氯代阻燃剂降解转化研究；(3) 环境介质对脱卤过程的复杂调控，深入探讨了微塑料、共存污染物[如全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonic acid, PFOS)]和不同碳源对脱卤微生物活性的影响；(4) 先进分析技术与工程策略：单体稳定同位素分析(compound-specific isotope analysis, CSIA)技术的应用潜力及微生物-非生物耦合修复策略。专栏的出版旨在推动脱卤微生物学在原理机制、微生物资源和修复应用等方面的进展和突破，加速其从环境“生态参与者”向“绿色生物制造核心”的角色升级，为全球环境可持续发展提供技术支撑。

摘要:有机氯化物是地下水和土壤中常见的持久性污染物，因其高毒性和难降解性对环境和人类健康构成严重威胁。微生物修复技术因其经济高效和环境友好等优势，成为治理有机氯化物污染的重要方法，其中微生物厌氧还原脱氯是核心机制。三氯乙酸杆菌属(Trichlorobacter)作为一类非专一性有机卤呼吸细菌，具有多样的代谢功能，在环境修复中展现出巨大潜力。本文系统梳理了三氯乙酸杆菌属的微生物学特性，包括其分类变迁，详细阐述了其菌株的发现与分离方法，重点分析了其生理生化特征，包括有机卤呼吸、铁还原、硝酸盐还原和富马酸钠还原等多种代谢途径。通过基因组学研究，揭示了不同菌株的系统发育关系及功能基因特征，尤其是还原性脱卤酶(reductive dehalogenases, RDases)在脱氯过程中的关键作用。此外，本文探讨了三氯乙酸杆菌与其他微生物[如脱卤拟球菌属(Dehalococcoides)]的协同作用机制，及其在有机氯污染场地修复中的应用案例。最后，针对当前研究的不足，提出了未来研究方向，包括优化菌株环境适应性、开发多菌株联合修复技术等，为有机氯化物污染的高效生物修复提供了理论支撑和技术参考。

摘要:氯代烃类污染物因其高毒性和难降解性，构成土壤与地下水环境修复中的重大挑战。目前，生物修复主要依赖于厌氧还原脱氯过程，但该途径常伴随毒性中间产物(如氯乙烯)的积累，并且专性还原脱氯菌对环境条件要求苛刻，显著限制了修复效果。为克服这些局限，近年来以微生物进行氧化代谢为基础的氯代烃降解策略受到广泛关注，特别是直接氧化降解可避免毒性中间产物积累、其菌株环境适应性强且代谢效率高。本文分析了还原脱氯技术在环境修复中的应用瓶颈，重点综述了近年来关于微生物直接氧化降解氯代烃的研究进展，包括功能菌株、代谢途径及其在生物修复中的应用前景，提出了未来应用氧化降解微生物的氯代烃生物修复路径。

摘要:氯代甲烷(四氯化碳、氯仿、二氯甲烷和一氯甲烷)广泛存在于工业污染场地土壤与地下水环境，因其强毒性、高稳定性、强挥发性及生物难降解性，成为典型卤代有机污染物，并对环境、生态与人类健康造成严重威胁。近年来，微生物脱氯技术作为绿色、经济的修复策略受到广泛关注。本文系统综述了氯代甲烷在厌氧条件下的微生物脱氯机制，重点介绍了脱卤杆菌属(Dehalobacter)、脱硫杆菌属(Desulfitobacterium)等典型厌氧菌通过还原脱卤酶催化脱氯过程，以及二氯甲烷通过Wood-Ljungdahl等途径实现矿化的代谢机制。此外，文章还总结了影响微生物脱氯效率的关键环境因子，并讨论了多污染物共存引发的底物抑制效应；在此基础上进一步探讨了微生物通过产生硫化亚铁(FeS)等方式实现间接脱氯的途径。最后，本文提出了“微生物-矿物协同脱氯”策略，结合非生物还原材料与脱卤微生物优势，实现氯代甲烷的高效、彻底降解。本文为实现氯代甲烷污染场地的原位修复提供了理论依据与技术参考。

摘要:有机卤呼吸细菌(organohalide-respiring bacteria, OHRB)是一类以卤代有机物为末端电子受体、通过还原脱卤获取能量的厌氧微生物，在全球碳-卤素循环与污染物自然衰减中具有关键作用。本文系统综述了OHRB的研究进展，包括其系统发育多样性、能量代谢机制及生态功能。重点分析了主要属[如脱卤拟球菌属(Dehalococcoides)、脱卤单胞菌属(Dehalogenimonas)、脱卤素杆菌属(Dehalobacter)、脱亚硫酸杆菌属(Desulfitobacterium)等]的代谢特征与生态互作，并总结了还原脱卤酶(reductive dehalogenases, RDase)的结构与功能多样性。文章进一步探讨了OHRB在污染场地原位修复中的应用潜力，提出通过合成生态系统构建、生物电化学调控及AI驱动模型优化等策略，促进OHRB研究由实验室走向工程化与生态系统级应用。

摘要:高氯酸盐是一类持久性无机污染物，具有高水溶性、高扩散性和内分泌干扰特性，已对全球饮用水安全及生态系统健康构成严重威胁，生物法处理高氯酸盐因具有无二次污染、成本低廉的优点而备受关注。然而目前针对高氯酸盐生物还原机制及其工程应用研究的综述仍存在不足，有待于深入总结与分析。本文首先结合文献计量学方法系统梳理生物法处理高氯酸盐的研究动态与热点，着重分析高氯酸盐的生物还原机制及相关工艺的原理与潜力。随后重点归纳高氯酸盐还原菌的种群多样性及其核心代谢酶系的作用机制，并评估典型生物处理及其耦合工艺的原理和去除效果。最后提出应加强对新型高氯酸盐还原菌挖掘与还原机理探索、仿生催化材料开发及多技术耦合工艺创新，为实现高氯酸盐污染的高效治理提供了理论支撑和研究方向。

摘要:卤代有机物(halogenated organic compounds, HOCs)广泛分布于土壤与地下水等厌氧环境中，通常具有高持久性、生物蓄积性和毒性，对人体健康及生态安全构成严重威胁。在厌氧条件下，由有机卤呼吸细菌介导的微生物降解是一种绿色、可持续的HOCs污染修复策略，近年来备受关注。然而，实际场地中仍存在污染溯源困难、降解过程复杂、修复效率难以准确评估等问题。在此背景下，单体稳定同位素分析(compound-specific stable isotope analysis, CSIA)技术通过捕捉降解过程中的同位素分馏效应，为解决以上问题提供了新的研究方法。本文系统综述了CSIA技术在HOCs还原脱卤研究中的应用进展，重点探讨了其在机制解析与原位过程评估方面的具体案例，并对该技术在多类HOCs还原脱卤机理研究中的未来前景作出展望，为HOCs厌氧微生物降解研究提供了理论支撑与技术参考。

摘要:海洋环境长期受人为活动产生和天然来源的卤代有机化合物(halogenated organic compounds, HOCs)影响。还原脱卤酶(reductive dehalogenases, RDases)作为催化还原脱卤的关键酶，在海洋生态系统中具有重要的生态功能，尤其在HOCs转化或降解方面展现出巨大潜力。同时，海洋环境也是RDases，特别是新型RDases的重要资源库。本文概述了不同类型RDases的酶学特性及其识别和定量的方法，包括一系列生物信息学分析流程；探讨了海洋环境中影响RDases分布的因素；汇总了RDases在海洋环境中的地理分布特征研究，对海洋还原脱卤代谢的热点区域提出了建议。此外，本文还探讨了RDases的类型-陆地海洋来源-脱卤底物的弱相关性，讨论了海洋环境RDases的应用前景并对其未来的研究方向提出了展望，以期为海洋环境RDases资源开发及HOCs生物修复技术发展提供理论参考和支撑。

摘要:全氟及多氟烷基化合物(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)因其独特的化学稳定性、长距离迁移性、生物累积性及显著生物毒性已成为全球环境领域关注的焦点污染物。这类化合物由于C−F键的高解离能和稳定的螺旋几何结构，在自然环境中表现出极强的持久性，因而被称为“永久化学品”。传统物理化学处理方法(如吸附、膜分离和基于活性还原物种的化学还原技术)虽能部分去除PFASs，但仍面临处理成本高昂、工艺复杂等应用瓶颈。在此背景下，微生物脱氟技术因其环境友好性和可持续性优势，正逐渐成为PFASs污染修复领域最具潜力的研究方向。本文系统梳理了好氧与厌氧条件下PFASs及其他含氟有机污染物的生物降解规律，详细探讨了包括卤酸脱卤酶、还原性脱卤酶、细胞色素P450等酶系在PFASs脱氟过程中的作用，并介绍了强化微生物脱氟技术的最新研究进展，包括生物电化学系统、电子传递介质强化及高效功能菌株应用等。最后，提出了PFASs降解技术的挑战与未来发展方向。

摘要:【背景】 脱亚硫酸菌属(Desulfitobacterium)联合脱卤拟球菌属(Dehalococcoides)在三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)还原脱氯到乙烯的过程起到了十分重要的作用。全氟和多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances, PFAS)已被证实严重抑制Dehalococcoides催化氯乙烯(vinyl chloride, VC)到乙烯的过程，但是其影响Desulfitobacterium催化TCE到二氯乙烯(dichloroethylene, DCE)的过程尚不明确。【目的】 鉴于消防训练基地土壤中PFAS与氯代烃普遍共存的实际情况，开展PFAS影响Desulfitobacterium还原脱氯TCE研究，可以明确在消防训练基地内采用微生物修复技术去除TCE失败的风险。【方法】 基于微宇宙实验、实时荧光定量PCR (real time fluorescence quantitative PCR, RT-qPCR)和高通量测序技术，分析PFAS类型及浓度与TCE转化速率、Desulfitobacterium种群组成特征和多样性关系。【结果】 微宇宙实验表明，50 mg/L全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate, PFOS)显著抑制Desulfitobacterium还原脱氯速率，但是相同浓度全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)对Desulfitobacterium还原脱氯速率没有显著抑制。在20−100 mg/L范围内，PFOS浓度与Desulfitobacterium还原脱氯TCE速率呈负相关，浓度超过20 mg/L显著降低TCE还原脱氯速率，当PFOS浓度≥80 mg/L时导致Desulfitobacterium完全失去还原脱氯活性，以及发酵菌狭义梭菌属_7 (Clostridium_sensu_stricto_7)失去转化乳酸盐的能力。PFOS显著影响Desulfitobacterium种群的组成特征和遗传多样性，使得其OTU丰度分布发生变化，并显著降低Shannon多样性指数。【结论】 PFOS作为Desulfitobacterium还原脱氯的抑制剂，土壤环境中存在高浓度PFOS将增加微生物修复TCE失败的风险。

摘要:【背景】 微塑料作为水环境中新兴污染物，除具备对有机污染物的吸附能力外，其独特的生物界面效应也可能重塑微生物驱动的污染物转化过程。【目的】 明确不同类型微塑料对卤代有机物微生物还原脱卤过程的影响机制。【方法】 选取聚乙烯(polyethylene, PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)、聚苯乙烯(polystyrene, PS)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)这5种典型微塑料，评估其对三氯生(triclosan, TCS)、四溴双酚A (tetrabromobisphenol A, TBBPA)及多氯联苯(polychlorinated biphenyl, PCB)180的吸附特征及对其微生物还原脱卤的影响。【结果】 各类微塑料对3种卤代有机物的吸附量介于212.41−585.32 mg/kg之间，吸附能力随聚合物极性与结构差异而变化，其中PVC和PET表现出更高亲和力，并且老化处理可进一步增强其吸附性能。在水-沉积物体系中，微塑料对目标卤代物的吸附比例(6.05%−22.68%)显著低于沉积物(42.98%−76.50%)，提示其更可能作为污染物的“二次分配载体”。微生物实验结果表明，PVC可促进麦卡蒂氏脱卤拟球菌(Dehalococcoides mccartyi) CG1的脱卤活性，而PP存在轻微抑制效应。液相中脱卤菌丰度(约10⁷ copies/mL)显著高于塑料表面(10⁵−10⁶ copies/mL)。群落分析发现，脱卤菌群以脱卤拟球菌属(Dehalococcoides)、脱卤单胞菌属(Dehalogenimonas)、梭菌属(Clostridium)和岩石单胞菌属(Petrimonas)为主，发酵菌与脱卤菌形成协同互作，为后者提供电子供体与碳源。共现网络分析进一步揭示，微塑料表面群落关联性更强，PVC体系表现出紧密的共现网络，反映其有利于形成高效代谢互作机制。【结论】 微塑料通过“吸附-生物界面”双重作用影响卤代有机物转化过程，其理化性质及微生物作用共同决定其环境与生态效应。

摘要:【背景】 三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)是典型的氯代有机污染物。相较于传统的物理化学修复技术，厌氧微生物修复具有经济、环保、无二次污染等优势，但高效厌氧有机卤呼吸菌株的匮乏仍是制约该技术广泛应用的关键瓶颈。【目的】 分离鉴定有机卤呼吸细菌，拓展三氯乙烯等污染物的脱卤菌种资源。【方法】 采用绝迹稀释法从TCE脱氯富集液中分离厌氧还原脱卤菌株，通过富营养培养鉴定法、聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism, PCR-RFLP)及Sanger测序验证菌株纯度；基于16S rRNA基因系统发育分析及比较基因组分析明确其分类地位；测定菌株的脱卤底物谱、生长动力学、抗生素抗性及地下水污染环境中脱氯能力等基础特征。【结果】 分离获得的菌株GPTCE1属于麦卡蒂氏脱卤拟球菌(Dehalococcoides mccartyi)，可实现对1,1,2-三氯乙烷、1,2-二氯乙烷及三氯乙烯等5种多氯代烃类物质的高效脱氯。当接种量为(1.5±0.4)×10⁸时，TCE脱氯速率达(2.3±0.3) μmol/d，菌株生长效率为(2.1±1.2)×10⁸ copies/μmol Cl⁻，能将TCE完全转化为乙烯，并且在地下水污染环境中接种(3.7±0.3)×10⁸个细胞对TCE脱氯速率达到(4.3±0.2) μmol/d。该菌株对万古霉素、氨苄青霉素和链霉素具有抗性。【结论】 从TCE脱氯富集液中成功分离得到一株麦卡蒂氏脱卤拟球菌GPTCE1，系统表征了其高效氯代烃脱氯能力，为原位生物修复技术提供了重要菌株资源。

摘要:【背景】 磷酸三(1-氯-2-丙基)酯[tris (1-chloro-2-propyl) phosphate, TCPP]作为一种添加型有机磷酸酯阻燃剂，被广泛应用于汽车内饰、电子电器及家具等领域。随着全球汽车报废量的快速增长，汽车拆解场地已成为TCPP污染的重要热点区域。目前，关于TCPP在拆解场地复杂环境中的微生物转化过程及其驱动机制仍不明确。前期研究表明，有机卤呼吸细菌(organohalide-respiring bacteria, OHRB)可能通过还原脱卤作用参与TCPP的厌氧生物转化，但其中关键功能酶——还原脱卤酶对TCPP的催化机制及其编码基因尚未得到解析。【目的】 揭示汽车拆解场地微生物对TCPP的厌氧转化途径与分子机制，鉴定其中的关键功能微生物类群，阐明OHRB中参与TCPP转化的还原脱卤酶基因rdhA及其转录特征。【方法】 从汽车拆解场地污泥中富集了一个高效转化TCPP的含脱卤拟球菌属(Dehalococcoides)的厌氧菌群；采用高分辨液相色谱-质谱鉴定TCPP转化产物；结合高通量测序、宏基因组分箱、逆转录-定量PCR技术，鉴定参与TCPP转化的关键功能微生物和功能基因。【结果】 识别出TCPP的5种转化产物，其中丙烯和磷酸二(1-氯-2-丙基)酯[bis (1-chloro-2-propyl) phosphate, BCPP]是主要转化产物。Dehalococcoides含有8个rdhA基因，其中一个rdhA基因(命名为perA基因)在TCPP胁迫下转录水平显著上调。【结论】 证实了汽车拆解场地污泥微生物对TCPP的厌氧转化潜力，识别出5种转化产物，推断TCPP可能主要通过断裂C−Cl键和C−O键的途径转化为BCPP和丙烯。Dehalococcoides的perA基因可能在TCPP的脱氯转化过程中发挥关键作用。研究结果不仅深化了对氯代有机磷酸酯环境行为机理的认识，也为TCPP污染场地的生物修复提供了理论依据。

摘要:【背景】 全氟及多氟烷基化合物(per- and poly-fluoroalkyl substances, PFAS)是一种新型持久性污染物，C−F键的高键能使得PFAS难以实现生物降解。目前已有能够生物降解单氟化合物的研究报道；而相对于单氟化合物的降解菌，已被报道的多氟或全氟烷基化合物的降解微生物纯菌株则十分有限。【目的】 从土壤中分离脱氟菌，研究其对单氟和多氟化合物的生物脱氟作用。【方法】 利用单氟化合物1-氟癸烷(1-fluorodecane, FD)为唯一碳源底物分离筛选脱氟菌株类诺卡氏菌(Nocardioides sp.) NJF-4。通过氟离子比色检测法探究菌株NJF-4对三氟化合物[4,5,5-三氟-4-戊烯酸(4,5,5-trifluoropent-4-enoic acid, TFE)]和六氟化合物[4,4,4-三氟-3-(三氟甲基)巴豆酸(4,4,4-trifluoro-3-(trifluoromethyl)crotonic acid, SFC)]的生物脱氟作用。【结果】 类诺卡氏菌NJF-4能够利用FD作为唯一碳源，在无机盐培养基(minimal medium, MM)中培养7 d后脱氟率达到(70.5±5.4)%。以多氟化合物作为碳源，在改进后无机盐培养基(MM-G)中培养28 d后TFE降解率为(42.0±2.6)%，脱氟率为(11.70±0.66)%；培养49 d后SFC降解率为(36.70±0.87)%，脱氟率为(2.57±0.15)%。共代谢降解实验发现乙酸铵能够显著提高多氟化合物的生物脱氟效果，TFE脱氟效率达到(21.2±1.9)%，脱氟效果提高了1.8倍；SFC脱氟率为(9.61±0.72)%，脱氟效果提高了3.7倍。共代谢条件下TFE降解效率没有显著提升，而SFC降解率有所提高，该条件下2种多氟化合物的相对脱氟率均显著提升。【结论】 菌株NJF-4不仅对单氟烷烃具有脱氟能力，同时也能对多氟化合物进行生物脱氟，共代谢降解可以有效促进多氟化合物的生物脱氟效果；脱氟菌株的筛选也为系统开展生物脱氟机制奠定了研究基础。

摘要:【背景】 2,4,6-三溴苯酚(2,4,6-tribromophenol, TBP)是一种典型的卤代有机污染物，具有环境持久性、生物毒性及可富集性，对海洋生态系统构成潜在威胁。冷泉环境中具有丰富的微生物资源，可能蕴藏着具有有机卤化物还原脱卤能力的功能微生物。【目的】 鉴定冷泉沉积物中具有还原脱溴潜力的微生物类群，揭示其群落组成及代谢潜力，为进一步富集和分离冷泉还原脱卤微生物提供研究基础，也为卤代有机化合物的生物修复提供强有力的支持。【方法】 本研究以TBP为电子受体，从4个不同深度的冷泉柱状沉积物中富集厌氧还原脱卤菌，并通过宏基因组学分析其微生物群落组成、还原脱卤基因rdhA的多样性及功能微生物的代谢特征。【结果】 所有富集培养物均发生TBP脱溴现象，其主要优势菌门为假单胞菌门(Pseudomonadota)和芽孢杆菌门(Bacillota)。进一步研究发现沉积深度为150 cm (海底以下)的微生物降解效率较高，同时该培养物中的rdhA基因数目最多，并且丰度为其他3个培养物的8−12倍。宏基因组组装获得23个携带rdhA的高质量宏基因组组装基因组(metagenome-assembled genomes, MAGs)，均隶属于芽孢杆菌门。通过GTDB数据库分析鉴定出多个未经培养验证的还原脱卤微生物。此外，基于10个高质量的非冗余的MAGs (完整度>90%)的代谢通路分析表明，这些脱卤菌普遍缺乏完整的钴胺素从头合成途径，但其均可通过钴胺素回收途径合成功能性钴胺素。【结论】 总的来说，相关研究结果丰富了冷泉还原脱卤菌的分类与功能认知，并有助于深海微生物资源的开发和利用。

摘要:【背景】 卤代有机污染物由于其“三致”效应而引发广泛关注，新污染物的涌现更是加大了污染治理难度。微生物还原脱卤由于其环境友好性被广泛应用。梯度驯化法常被用于富集功能微生物，提高污染修复效率。【目的】 助力解决脱卤菌群驯化难题，重点阐明梯度驯化法用于富集有机卤呼吸菌的可行性及具体机制。【方法】 以典型新污染物溴代阻燃剂四溴双酚A (tetrabromobisphenol A, TBBPA)为模式污染物，依次使用1、2、5、10 mg/L四溴双酚A对来自有机卤污染水稻土的原始菌群进行梯度驯化，获得了高效脱卤功能菌群，并通过高通量测序解析其中的群落演替机制。【结果】 功能菌群对四溴双酚A的去除量较驯化前显著提高，降解产物以双酚A为主。该菌群以厚壁菌门(Firmicutes, 74.6%)、拟杆菌门(Bacteroidota, 15.9%)为主，不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)是潜在的脱卤功能菌属。驯化期间，功能菌群的α多样性逐代降低，确定性过程对群落组装的贡献逐代增加。共现网络分析表明，驯化增强了微生物的种间互作，提高了其代谢稳定性。发酵菌在驯化期间不断富集，对于脱卤的可持续性至关重要。【结论】 梯度驯化法可富集脱卤功能微生物，优化微生物互作网络，进而用于构建高效脱卤功能菌群。本研究为开发基于微生物的新兴卤代有机污染物治理技术提供了参考。

摘要:【背景】 硫化纳米零价铁(sulfidated nano-scale zero valent iron, S-nZVI)作为一种新型铁基还原性反应材料被广泛用于氯代烃污染地下水的修复研究。硫化改性能够提高常规纳米零价铁(nano-scale zero valent iron, nZVI)对氯代烃的还原脱氯活性，同时抑制nZVI与水的副反应，但常用的化学硫化方法存在成本高、工艺复杂等问题，限制了其应用。近年来，基于硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria, SRB)的生物硫化途径受到关注，该方法利用SRB代谢产物S²⁻实现nZVI的原位硫化，具有绿色、可持续的优势。然而，目前针对SRB体系中nZVI投加量对生成的生物硫化nZVI (S-nZVI^bio)颗粒界面结构和还原脱氯性能的影响机制仍缺乏系统认识。【目的】 通过构建不同nZVI投加量的SRB培养体系，阐明不同nZVI投加量对S-nZVI^bio界面结构及其对三氯乙烯(trichloroethene, TCE)还原脱氯性能的影响机制。【方法】 在SRB介导的nZVI生物硫化体系中，通过设置0.1、1.0、5.0 g/L 3种nZVI投加条件，获得不同S-nZVI^bio颗粒，利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)和X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)表征其界面结构，并通过批式实验评估TCE的降解动力学、产物分布及电子效率。【结果】 低投加量(0.1 g/L)时Fe²⁺供给不足，颗粒表面形成不完整FeS_x包覆层，并且附着较多的微生物产物，TCE降解速率和电子效率均偏低；高投加量(5 g/L)时因S²⁻相对不足导致硫化不完全，虽表现出最高的TCE降解速率，但电子效率下降；中等投加量(1 g/L)下Fe²⁺与S²⁻供给良好，颗粒表面生成均一致密的FeS_x层，同步实现了较高的TCE降解速率与电子效率。【结论】 SRB介导的生物硫化能够显著提升nZVI的脱氯性能，但其效果受不同nZVI投加量条件下Fe²⁺与S²⁻的供给关系影响。适量投加有利于获得界面结构完整、电子效率与降解性能兼优的S-nZVI^bio。该发现可为“定制”合理高效的nZVI “生物硫化”策略提供理论支持。

摘要:【背景】 氯代脂肪烃因其在工农业生产领域的广泛应用及不当排放，已成为土壤和地下水中常见的持久性有机污染物，对环境和人体健康构成严重威胁。【目的】 筛选化工场地中能够对四氯乙烯(perchloroethylene, PCE)还原脱氯的微生物群落。【方法】 从土壤样本中采用富集培养技术分离脱氯群落；结合微生物多样性测序技术、16S rRNA基因测序及Sanger测序对脱氯群落组成和关键菌株进行分析和鉴定；同时利用气相色谱-质谱联用技术监测PCE及其脱氯产物的生成。【结果】 t1组富集培养物可将PCE脱氯，微生物多样性分析表明，培养物中有机卤呼吸细菌以希瓦氏菌属(Shewanella)为主，鉴定出一个菌株为Shewanella sp. BS1。【结论】 所获得的富集培养体系能够介导PCE的还原脱氯。尽管初步结果提示Shewanella spp.可能在这一过程中发挥了潜在作用，但要最终明确Shewanella sp. BS1的具体脱氯功能及其在PCE转化路径中的确切贡献，仍有待于未来的纯培养分离与深入研究。这些发现为氯代脂肪烃污染场地的生物修复机理研究及后续工程应用提供了科学依据。

摘要:【背景】 四氯乙烯(perchloroethylene, PCE)是一种广泛使用的氯代溶剂，因其化学性质稳定、降解缓慢，已成为地下水和土壤中常见的污染物，对环境和人体健康构成严重威胁，生物修复是处理PCE污染的重要手段之一。【目的】 探讨不同碳源对厌氧脱氯菌(群)厌氧降解PCE的影响，以优化氯代污染物生物修复的条件及工艺。【方法】 研究分别选取乙酸钠、乳酸钠和甲醇作为碳源，评估了4种不同的脱氯菌株或菌群(菌群YANG、菌株Dhc195、菌群RICE和菌株CB1190)对PCE的降解效率。【结果】 乳酸钠作为碳源时降解效果最佳，所有菌群均表现出一定的降解能力，其中菌群YANG的PCE降解速率最高，达到0.149 mmol/(L·d)，14 d内实现PCE的完全脱氯，终产物中产生部分乙烯(ethylene, Eth)；菌群RICE的最大降解速率为0.134 mmol/(L·d)，32 d内实现PCE的降解，终产物为顺-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-dichloroethylene, cis-DCE)和微量的Eth；菌株CB1190的最大脱氯速率为0.040 mmol/(L·d)，38 d后生成cis-DCE和微量Eth。相比之下，甲醇作为碳源时降解效果最差，仅菌群YANG表现出一定的降解能力，降解速率为0.045 mmol/(L·d)，但脱氯周期延长至90 d，并且终产物中未检测到明显的Eth生成；菌群RICE和菌株Dhc195在甲醇体系中均未显示PCE降解活性。乙酸钠作为碳源时降解效果介于乳酸钠和甲醇之间，终产物中Eth产量较高；菌群RICE的降解速率为0.065 5 mmol/(L·d)，8 d内实现PCE的完全降解，终产物为三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)、cis-DCE和微量的Eth；菌株Dhc195在乙酸钠体系中对PCE无降解能力，但补加TCE后可激活其脱氯活性，对TCE的降解速率为0.037 8 mmol/(L·d)。此外，对菌群YANG的微生物群落结构分析显示，不同碳源条件下，菌群YANG的微生物群落组成存在显著差异。在乳酸钠体系中，厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)和螺旋体门(Spirochaetota)的相对丰度分别为57%、25%、12%。【结论】 乳酸钠是所有碳源中促进PCE生物降解效率最高的碳源，其中菌群YANG在乳酸钠体系中表现出最高的降解速率和较好的脱氯效果；而甲醇作为碳源时，4种菌群的降解效率低下。因此，选择合适的碳源对提高PCE的降解效率至关重要，为实际场地修复提供了理论依据。

摘要:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为重要的食品安全级的工业微生物，具有遗传背景清晰、培养与基因操作简便、非致病且无内毒素、分泌蛋白能力强等优势，是生产外源蛋白的理想宿主。随着合成生物学的发展，越来越多的研究集中于蛋白表达元件的筛选和改造，包括表达载体、启动子、核糖体结合位点、信号肽、蛋白标签甚至底盘细胞改造等，用于表达高附加值的功能蛋白。但是，枯草芽孢杆菌表达异源蛋白仍存在非正确折叠、元件与蛋白适配性规律不明确等问题，本文结合最新元件筛选技术和底盘细胞改造策略，系统地综述了枯草芽孢杆菌蛋白表达元件的研究进展及应用，最后从提高现有系统性能和开发新的表达元件等方面进行了展望，旨在推动枯草芽孢杆菌在工业生物技术和合成生物学中的进一步应用。

摘要:1,2,4-丁三醇(1,2,4-butanetriol, BT)作为重要精细化学品，在多领域应用广泛。传统化学合成法存在诸多弊端，生物合成法凭借温和、绿色可持续的优势成为研究热点。本文详细综述BT生物合成研究进展，在合成途径构建方面，介绍了以木糖、葡萄糖、阿拉伯糖等为底物的合成途径及关键酶；代谢工程改造策略涵盖阻断分支代谢途径、优化基因表达、修饰合成途径和平衡辅因子供应；发酵法和全细胞催化法合成BT中，探讨了微生物培养条件对产量的影响及2种方法的特点；在BT的分离工艺方面，对比了生物法与化学法的分离技术及经济性。目前BT生物合成面临关键酶活性受限、木糖成本高及分离技术瓶颈等挑战，未来可通过关键酶筛选改造、探索新碳源及利用AI技术优化合成途径等推动其工业化生产。

摘要:镰刀菌产生的玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN)毒素污染持续威胁全球粮食安全与畜牧业发展，其中雌激素类毒素对生殖健康的风险尤为突出。目前，ZEN的脱毒策略主要包括物理吸附、化学降解和生物脱毒三大类。物理吸附操作简便但易影响饲料品质；化学法效率高但可能产生二次污染；而生物脱毒因其高效性、专一性和环境友好性成为最具潜力的研究方向。本文重点综述了ZEN的毒性机制及其健康危害，比较分析了三类脱毒途径的作用机理、应用效果及局限性。特别聚焦生物降解途径，结合蛋白质结构预测与分子模拟技术，深入解析ZEN降解酶的作用机制及结构功能关系，为酶的理性设计与性能优化提供新思路。系统探讨了降解酶的分子机制、酶学特性及工业化应用挑战，为多途径脱毒技术的优化与整合提供理论支持。尽管近年来已有多篇关于ZEN脱毒的综述，但系统聚焦多种脱毒策略对比及酶降解机制深入探讨的文献仍较匮乏，本文对此进行了重点梳理和展望。

摘要:【背景】 入侵植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)在我国华南地区大规模分布，并且目前有向北扩散的趋势。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)对植物生长及响应环境胁迫有重要作用。然而，AMF在南美蟛蜞菊种群扩散并适应低温胁迫中的作用尚不明确。【目的】 研究AMF在南美蟛蜞菊的温州、三亚两个种群响应低温胁迫中的作用，以期从共生微生物的角度解释南美蟛蜞菊种群向北扩散的原因。【方法】 选取南美蟛蜞菊目前分布于我国最南和最北的2个种群的茎段，并选取其同属本地植物蟛蜞菊(W. chinensis)茎段作为对照进行盆栽控制试验。实验设置接种AMF菌剂根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)，并模拟低温处理，通过分析AMF侵染指标、不同种群植株的生长及生理指标等数据，探讨AMF在南美蟛蜞菊不同种群适应低温中的作用。【结果】 AMF显著提高南美蟛蜞菊温州及三亚种群在常温条件下的地上、地下生物量，并显著提高南美蟛蜞菊温州种群在低温条件下的地下生物量。同时，在低温条件下，温州种群接种AMF后的最大光能转换效率显著提高，黄酮醇相对含量显著降低。【结论】 AMF促进南美蟛蜞菊的生长，并提高高纬度种群对低温胁迫的耐受能力。因此，推测与AMF共生可能是南美蟛蜞菊种群向北扩散的重要因素之一。

摘要:【背景】 全球生态环境恶化、水资源短缺，严重制约农业与经济发展，威胁民众生活。我国明确苦咸水的指标为矿化度5.0−10.0 g/L的水，其主要分布在西北及东部沿海，在西北部分干旱地区是仅有的可用水资源。长期饮用苦咸水危害人体健康，还会在农业和工业领域引发诸多问题。现有淡化方法存在投入和运营成本高的问题。【目的】 对苦咸水进行淡化处理，缓解我国淡水资源短缺问题，积极探索兼具生态环保特性与降本增效优势的苦咸水淡化技术，促进我国国民经济发展并提升人民生活水平。【方法】 从新疆金正生物科技有限公司陆生藻藻种种质库中选取藻种开展耐盐筛选工作，考察其淡化苦咸水效果。将经过耐盐实验的4株藻种(A-12, X-6, X-2, Y-5)按10%、30%、50%接种量接种于10 g/L苦咸水中，于室温(28±2)℃、光暗比16 h:8 h、光照强度5 000 lx的条件下通气培养10 d，其间测定水样吸光度值、全盐含量、电导率，实验结束当天测定过氧化物酶活性并拍摄藻细胞显微结构照片。【结果】 筛选得到的耐盐微藻对苦咸水有一定的淡化效果，可将苦咸水含盐量从10 g/L降低至5.60 g/L，电导率由9.29 ms/cm降至5.27 ms/cm；藻细胞在高浓度盐胁迫下可正常生长繁殖且细胞形态与培养基中生长的细胞无明显差异；随着藻种接种量的升高，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性随之增强。【结论】 在苦咸水中接种不同量藻液，藻细胞都可正常生长繁殖并通过吸附作用降低盐分，达到淡化苦咸水的目的。

摘要:【背景】 由人参链格孢(Alternaria panax)引起的人参黑斑病是人参生产中重要病害之一，在我国长白山和其他人参产区均有发生，给人参生产带来较大损失。【目的】 明确过氧化氢酶-过氧化物酶编码基因ApKatG1对人参链格孢生长发育、外界环境胁迫及致病性的影响。【方法】 采用同源重组的方法获得人参链格孢中ApKatG1的基因缺失突变体及回补突变体，分析基因缺失突变体在不同培养条件下生长速率、产孢量、对不同胁迫因子的响应及致病性等方面的影响，明确该基因的功能。【结果】 ApKatG1基因具有2个典型的过氧化物酶(peroxidase)结构域。基因缺失突变体ΔApkatG1生长速率、产孢量和对碳源的吸收和利用与野生型菌株基本一致，对高渗胁迫因子山梨醇、细胞壁胁迫因子刚果红的敏感性增加，原生质体释放速率加快，并且对高浓度的H₂O₂敏感性显著增加；H₂O₂处理后，ApKatG1基因表达水平显著上升；同时ApKatG1基因的缺失影响其他过氧化氢酶(catalase, CAT)基因的表达；ApKatG1基因不影响菌株对人参的致病性。【结论】 ApKatG1基因在人参链格孢细胞壁完整性、H₂O₂胁迫条件的响应中起到重要作用。

摘要:【背景】 青藏高原的极端生境蕴藏着具有特殊生物活性的微生物资源。【目的】 探究青藏高原萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus) NLHLT2对玉米(Zea mays)的促生效应。【方法】 通过生物活性检测、全基因组测序及基因功能分析，解析其生物活性及相关功能基因；制备2×10⁸ CFU/mL菌悬液，按100、150、200、250、300倍梯度稀释筛选最适浓度，在低温条件下以最适浓度菌悬液对玉米幼苗进行灌根，测定其对玉米生长的影响。【结果】 菌株NLHLT2对植物病原真菌禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、稻黑孢菌(Nigrospora oryzae)表现出显著的拮抗活性，并且菌株NLHLT2具备产铁载体、赤霉素(gibberellins, GA)、细胞分裂素(cytokinin, CTK)能力，具有耐盐及耐低温性；低温条件下，菌株NLHLT2菌悬液(1×10⁶ CFU/mL)灌根显著提高了玉米株高、根长、叶面积、生物量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性及脯氨酸(proline, Pro)含量，同时显著降低玉米幼苗丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量，有效增强玉米幼苗对低温环境的生理适应能力；获得菌株NLHLT2完整基因组序列，长度为4 212 529 bp，G+C含量43.29%，并且菌株基因组编码了与促生及逆境应答相关的功能基因。【结论】 本研究结合菌株NLHLT2的生物活性与基因组特征，分析促生及耐逆相关基因，揭示其在低温条件下与玉米的相互作用机制，为玉米在高原的生长提供优良菌源及理论依据。

摘要:【背景】 前期筛选获得的一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Bs-Z15可高效防治棉花黄萎病，但高浓度对棉花生长具有一定抑制作用。【目的】 筛选促生菌株，将其与菌株Bs-Z15复合构建生防菌剂，达到防治棉花黄萎病但不抑制棉花生长的效果。【方法】 以产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)、溶磷、氮固定和分泌铁载体能力为促生指标，从棉田土壤中筛选具有良好促生潜力的芽孢杆菌，在形态、生理生化、分子生物学方法基础上鉴定，进一步通过盆栽试验评估目标促生菌与Bs-Z15复合菌剂对棉花黄萎病防治及植株生长的影响，通过田间试验进行验证。【结果】 从棉田土壤83株芽孢杆菌中筛选获得2株具有较强溶磷、固氮和分泌铁载体能力的菌株A8和A9，产IAA能力较强，产量分别为48.67 mg/L和30.67 mg/L。两株菌革兰氏染色试验呈阳性，通过16S rRNA基因序列比对，分别鉴定为斯皮宰曾氏芽孢杆菌(Bacillus spizizenii)和耐受盐芽孢杆菌(Bacillus halotolerans)。复合菌剂生防试验结果表明，当菌株Bs-Z15、A8、A9浓度均为1×10⁷ CFU/mL时进行复配，在盆栽和田间对棉花黄萎病均有良好的防治效果，病情指数分别降低81.59%和42.97%，并且棉花可溶性糖、叶绿素含量有提高，促进了棉花生长。【结论】 菌株Bs-Z15、A8、A9浓度均为1×10⁷ CFU/mL的复合菌剂具有治疗棉花黄萎病和促进棉花的生长的作用。

摘要:【背景】 土壤中具有丰富的产吲哚乙酸(indoleacetic acid, IAA)细菌，它们分泌的IAA可促进植物生长、改善土壤肥力，是一种天然的生物肥料资源。【目的】 通过研究产IAA细菌对大田油菜生长、籽粒产量品质及土壤理化、酶活性的影响，为产IAA功能菌剂应用于油菜提质增产和土壤改良提供科学依据。【方法】 在大田油菜根围分别接种产IAA细菌BTW20、BTW23、TJ8、KJ29、SG3-16、J1、HJ菌剂后，测定油菜植株的生长状况、籽粒产量和品质及土壤理化与酶活性特征，评价产IAA细菌对大田油菜及土壤质量的作用。【结果】 将6株高产IAA细菌BTW20和BTW23、KJ29、TJ8、SG3-16、J1分别鉴定为特拉布斯氏菌属(Trabulsiella)、微杆菌属(Microbacterium)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、普利斯特氏菌属(Priestia)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)，其在摇培72 h时IAA产量为110.11−225.28 µg/mL。施用7种产IAA细菌菌剂可不同程度影响油菜的生长、产量、品质及土壤理化性质、酶活性。其中，菌剂TJ8、KJ29、J1可使蕾薹期根围土壤中的脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别增加12.01%−38.76%、8.59%−23.89%、18.48%−35.25%、7.68%−11.62%，成熟期分别提高7.58%−25.26%、8.54%−10.22%、15.52%−22.89%、5.97%−9.81%。J1菌剂使蕾薹期油菜株高、根长、地下部干重分别增加90.24%、40.36%、104.86%，成熟期分别提高18.43%、34.81%、72.16%，油菜籽的千粒重、含油率分别提升11.17%、6.06%，而使油菜籽的芥酸降低72.44%，提质增产效果最佳。相关性分析表明，油菜籽粒中的芥酸与千粒重、土壤酸性磷酸酶活性呈显著负相关。【结论】 产IAA细菌对大田油菜的生长、油菜籽产量和品质及土壤理化性质、酶活性有一定的促进作用，但不同菌株对油菜及其根围土壤的影响程度各不相同，本研究筛选出的J1等产IAA细菌为大田油菜提质增产提供了菌株资源和理论依据。

摘要:【背景】 粪肠球菌(Enterococcus faecalis)是一种重要的条件性致病菌，可引起人类和多种动物感染。然而，由于其固有耐药性和不断增强的多重耐药性，使得临床治疗面临严峻挑战。【目的】 探究小檗碱(berberine, BBR)对粪肠球菌毒力因子转录表达及其致病相关功能表型的影响，给粪肠球菌感染的治疗提供参考。【方法】 采用二倍稀释法测定小檗碱对粪肠球菌N9的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)。然后再使用亚抑菌浓度的小檗碱(1/2 MIC, 1/4 MIC, 1/8 MIC)对粪肠球菌N9进行处理，并采用荧光定量PCR方法检测其毒力因子的转录表达情况，同时使用结晶紫染色法评估其生物膜的形成能力、借助细胞黏附试验分析其对猪小肠上皮细胞系IPEC-J2的黏附效果并通过明胶液化试验验证其液化明胶的能力。【结果】 小檗碱对粪肠球菌N9的MIC为625 μg/mL。亚抑菌浓度的小檗碱(1/2 MIC, 1/4 MIC)不仅能够显著抑制粪肠球菌N9的菌毛相关毒力因子(ebpA, ebpB,ebpC, ebpR, rnjB)、生物膜相关毒力因子(esp, ace, psr, srtA, atn)和液化明胶相关毒力因子(fsrA, fsrB,fsrC, sprE, gelE)的转录表达，而且能够显著降低其生物膜的生成量、减少其对IPEC-J2细胞的黏附数量并阻断其对明胶的液化效果。【结论】 小檗碱能够有效抑制粪肠球菌N9的致病相关毒力因子的转录表达及生物膜形成、细胞黏附和明胶液化的能力。表明小檗碱可作为一种潜在的抗粪肠球菌感染药物。

摘要:【背景】 多烯大环内酰胺类化合物具有独特的化学结构和显著的生物活性，如抗菌、抗寄生虫和抗癌等，展现出较大的药物开发潜力，因此受到了广泛关注。【目的】 通过生物信息学分析，结合微生物遗传学和天然产物化学的方法，从微生物资源中发掘新的多烯大环内酰胺类化合物及其生物合成基因簇。【方法】 利用antiSMASH对金黑小单孢菌(Micromonospora auratinigra) DSM 44815基因组中的次级代谢产物生物合成基因簇进行分析，发现可能合成多烯内酰胺类化合物的基因簇。随后，采用同源重组技术敲除基因簇中的核心合成酶基因，并对菌株进行发酵，使用液相色谱法检测代谢物，确认该基因簇的产物。接着，通过天然产物分离纯化、高分辨率质谱和核磁共振等技术确定化合物的结构。最后，筛选培养基以提高该化合物在摇瓶发酵中的产量。【结果】 通过antiSMASH分析，在金黑小单孢菌DSM 44815基因组中发现一个新的I型聚酮合酶基因簇(mms cluster)，预测其可合成多烯大环内酰胺类化合物。通过高分辨率质谱分析，在该菌株发酵液中检测到一个分子量为427.272的化合物，可能为该基因簇产物。经分离纯化与核磁共振分析，确定该化合物(命名为MMS-A)为一种新型多烯大环内酰胺类天然产物。通过同源重组敲除基因簇中的聚酮合酶基因mmsB后，敲除株不再产生MMS-A，证实其负责MMS-A的生物合成。根据化合物结构及基因簇编码蛋白的功能，推测了MMS-A的生物合成途径。进一步优化发酵条件，将MMS-A产量提高至624.5 mg/L。【结论】 在金黑小单孢菌DSM 44815中发现了一个新的生物合成基因簇，并鉴定其合成的产物MMS-A为一种新结构的多烯大环内酰胺类天然产物。通过优化培养基成功提高了该产物的产量。本研究不仅丰富了多烯大环内酰胺类天然产物的化学和生物合成多样性，还为该类化合物的开发应用提供了新的分子、菌株和生物合成元件资源与工具。

摘要:【背景】 当前抗生素滥用加剧致病菌耐药性问题，海洋微生物因含新颖活性代谢产物成为研究热点。【目的】 从北冰洋海泥来源菌株中筛选并鉴定抗白色念珠菌菌株，对其发酵条件进行优化，并对发酵粗提物的抑菌活性进行研究。【方法】 通过平板对峙法和琼脂扩散法从北冰洋海泥中筛选出一株对白色念珠菌(Candida albicans)抑菌效果最好的菌株；以琼脂扩散法所得的抑菌圈直径为评判标准，利用单因素试验法、正交试验法和响应面法优化其培养基和发酵条件；利用盐酸分级沉淀、甲醇抽提的方法得到其活性粗提物，采用琼脂扩散法测定其对6种致病菌的抗菌活性。【结果】 对白色念珠菌抑菌效果最好的菌株W52，经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)；菌株W52最佳培养基配比为葡萄糖5 g/L，蛋白胨1 g/L，NaCl 2 g/L；培养时间为75 h，温度为36 ℃，初始pH值为6.5，转速为178 r/min，优化后抑菌圈直径由18.43 mm提高到了30.23 mm。【结论】 菌株W52对白色念珠菌、耳念珠菌(Candida auris)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠埃希氏菌(Escherichia coli)及鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)均有抑制作用，本研究为海洋微生物源抗菌药物开发提供了理论依据。

摘要:【背景】 单核增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)作为全球公认的四大食源性致病菌之一，其引发的食源性疾病严重威胁人类公共卫生安全。尽管只有单核增生李斯特氏菌能导致人类患病，但食品中非致病性李斯特氏菌的存在可作为潜在污染指标，提示存在致病性菌株交叉污染的风险。目前，国内外李斯特氏菌属数值鉴定方法和产品存在手工逐个加样、操作烦琐且仅能鉴别6个种及检测成本高的不足。【目的】 研制出基于数值鉴定法的半自动化、能鉴定更多个菌种及价格低的李斯特氏菌数值鉴定生化试剂盒。【方法】 在前期建立的李斯特氏菌数值鉴定系统的基础上，设计并优化筛选出生化基质微量化配方，研制半自动冻干数值鉴定生化试剂盒；以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)、API-Listeria及16S rRNA基因测序法为对照，对其鉴定效果进行评价。【结果】 共获得了260株李斯特氏菌属内细菌的生化谱，在种水平上总体鉴定准确率达到99.23%；12种微量化生化试剂能鉴定李斯特氏菌属17个种，并且生化试验具有稳定可重复性，鉴定成本(20元/样本)仅为法国梅里埃公司同类产品(130元/样本)的15.4%。【结论】 本研究研制出的集数值鉴定、半自动化生化试剂及在线分析软件于一体的李斯特氏菌数值生化试剂盒鉴定准确率高、使用方便、鉴定范围广。

摘要:【背景】 葡萄球菌属(Staphylococcus)细菌是临床感染中的重要病原体，不同种的葡萄球菌对人体危害程度有所不同，因此对葡萄球菌属分型是临床医学中精准治疗的理论基础。现有的不同葡萄球菌种间分型技术存在成本高、操作烦琐、准确性低等缺点，目前仍以常规分离鉴定技术为主。【目的】 开发一种简便、可靠的葡萄球菌属生化分型鉴定方法，建立葡萄球菌属细菌数值鉴定系统并对其鉴定性能进行评价。【方法】 将鉴定系统所需的生化反应配方浓缩整合到一组注塑件中制得鉴定条，结合数值鉴定软件构建葡萄球菌属细菌数值鉴定系统；以基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)法为参考标准，利用从农贸样品中选择性分离的葡萄球菌对其鉴定准确度进行验证。【结果】 对训练集的370株葡萄球菌进行生化试验，创建了用于鉴别葡萄球菌属内26个种/亚种的生化反应阳性概率数据库。将结果导入Identax软件构建葡萄球菌属细菌数值鉴定系统，并制定相关标准对鉴定结果进行评价。通过对测试集的422株葡萄球菌属分离株进行生化数值鉴定，其结果与MALDI-TOF MS方法的总鉴定一致率为91%。【结论】 本研究开发的葡萄球菌属细菌数值鉴定系统操作简便、价格低廉、准确率高，可为基层实验室和食品安全检测提供实验依据，具有良好的临床应用推广前景。

摘要:在教育信息化与智能化技术深度融合的大背景下，针对传统微生物学实验教学内容陈旧、动态反馈滞后以及评价维度单一等问题。本研究以人工智能技术为驱动，构建个性化学习路径，打造以基础实验为基，兼具学科交叉、实践应用与创新思维培养特色的教学方案；建立实验数据智能诊断平台，实现实验操作、数据处理及结果分析全流程问题精准定位与“诊断-干预-反馈”的闭环；构建“基础技能-创新思维-科研素养”三级动态评价体系，开发多维度、可视化、连续性的评价方法。实践证明，AI赋能后学生课程成绩、教学效率及参与度均有所提升，有效解决了传统教学与实践需求脱节的问题，对培养具备创新思维和实践能力的微生物学人才具有重要意义。