科技日报北京6月2日电 （记者马爱平）当畜禽粪肥中的四环素污染成为农田生态潜在隐患，一群经过定向驯化的微生物菌群正成为破解难题的“生态卫士”。
记者2日获悉，农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队的最新研究发现，通过强化菌群种间电子传递，可将四环素降解效率提升至92%，为抗生素污染的绿色修复提供了新技术路径。相关成果近日发表于国际期刊《危险材料学报》。
在我国畜禽养殖业规模化发展背景下，四环素类抗生素因抗菌谱广、成本低廉被广泛使用。然而，当含有抗生素的畜禽粪肥施入农田，残留的四环素不仅会抑制土壤微生物活性，还可能通过食物链富集威胁生态安全与人体健康。“传统处理方法面临效率低、成本高、易产生二次污染等难题，而微生物电化学技术因高效、绿色的特性，成为国际前沿研究方向。”团队首席科学家、研究员李晓晶说，“如何强化系统中微生物的协同作用，一直是制约技术落地的关键瓶颈。”
为攻克这一难题，团队以从污染农田中筛选的厌氧菌群为材料，历经180天定向驯化，构建了具有高效电子传递能力的微生物群落。实验表明，在初始四环素浓度5毫克/升的条件下，强化定向电子传递的微生物电化学系统可使四环素降解率达到92%，较未优化的对照组提升2.7倍。
“这相当于给菌群搭建了一条‘电子高速公路’。”论文通讯作者、团队副研究员叶会科解释，经定向驯化后，佩特里单胞菌、拟杆菌、鞘氨醇杆菌等优势菌种形成了紧密的电子传递网络。其中，过氧化氢酶活性被显著激活，最高达对照组的4倍，这种酶与四环素分子具有极强的亲和力，能像“剪刀”一样精准切断四环素的分子结构，加速其分解。
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