导语
近期,环境科学与生态学期刊Bioresource Technology(影响因子=9,中科院1区TOP)发表题为“Microalgae-mediated shaping of bacterial communities enhances antibiotic removal and antibiotic resistance control”的论文。

摘要
该研究针对含磺胺嘧啶(SDZ)的 swine wastewater,通过调控微藻(Chlorella sp.)与活性污泥(AS)的接种比例(1:0至0:1 wt/wt),构建微藻-细菌共生污泥(MBSS)系统。
结果表明,接种比例为1:1和1:3时表现最优,SDZ去除效率高达99.8%,总氮和总磷去除率分别达33.25%和98.6%。微藻通过分泌胞外聚合物(EPS)保护微生物免受抗生素胁迫,并驱动微生物群落演替,促进Rhodanobacter和Dokdonella等降解菌富集。宏基因组分析显示,微藻接种显著降低磺胺类抗性基因(sul1和sul2)相对丰度至22.9%,有效控制抗性基因传播。
该系统同步实现抗生素高效去除、营养盐回收与抗性风险管控。

文中图片精选


图1. 不同接种比例下MBSS的总生物量、微藻生物量、微藻与活性污泥生物量比例(a),特定生长率(b),粒径分布(c);及不同组别反应20天后微藻、活性污泥和系统的扫描电镜图像(d)

图2. 不同组别中SDZ(a)、NO₃-N(b)、NH₄-N(c)、总氮(d)、总磷(e)和SCOD(f)的浓度随时间变化及去除效率。

图3. 不同组别中松散结合EPS(a)和紧密结合EPS(b)的浓度及PN/PS值;不同接种比例下系统的EEM荧光光谱(c);荧光区域积分(FRI)在各区域的相对丰度(d);不同组别荧光指数值变化(e)。


图4. 门水平和属水平真核生物(a)和原核生物(b)微生物组成相对丰度;微生物群落主坐标分析(c);KEGG Level 3功能相对丰度热图(d);不同组别微生物KEGG功能(e);KEGG Level 3前三功能微生物相对贡献(f)。

图5. 抗生素类型(a)和抗性基因(b)相对丰度;环境因子与ARGs的基于距离冗余分析(c);门水平微生物与ARGs相关性网络(d);原核生物(e)和真核生物(f)属水平主要微生物与ARGs冗余分析。

图6. MBSS系统及细胞水平的工作机制示意图。
作者简介
第一作者:Shupeng Lin,中国农业大学工程学院。
通讯作者:柳珊,中国农业大学工学院副教授,博士生导师。

声 明
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