近日，陳溫福院士團隊孟軍教授課題組在環(huán)境科學領域一區(qū)TOP期刊Journal of Hazardous Materials（IF = 12.2）上發(fā)表了題為“Mechanistic insight into enhancement of undissolved rice husk biochar on Tetracycline biodegradation by strain Serratia marcescens basing on electron transfer response”的研究論文，揭示了稻殼生物炭作為電子穿梭體促進微生物降解四環(huán)素的機制。農(nóng)學院博士研究生王思宇為論文第一作者。

該研究針對養(yǎng)殖業(yè)抗生素環(huán)境釋放導致的稻田水土環(huán)境風險，篩選鑒定了一株四環(huán)素降解功能菌株MSM2304，研究了生物炭-微生物協(xié)同降解四環(huán)素類抗生素的技術效果與機制。結(jié)果表明，去除溶解組分的高溫熱解條件下制備的生物炭（UBC）能夠顯著提升MSM2304對四環(huán)素（TC）的生物降解效能。固定于UBC表面的功能菌展現(xiàn)出更高的營養(yǎng)利用效率、代謝活性、增殖能力和氧化應激抗性。UBC通過促進生物膜的形成和胞外聚合物（EPS）中蛋白質(zhì)類物質(zhì)的分泌，在UBC-液體界面構(gòu)建了一個具有高氧化還原特性的微環(huán)境。UBC作為電子供體和電子穿梭體，不僅增加了關鍵電子傳遞功能組分細胞色素c的含量，還縮短了電子傳遞距離，降低了TC生物降解過程中的擴散阻抗。

該研究系統(tǒng)闡述了UBC通過強化污染物與微生物界面間的電子傳遞效率促進TC生物降解的機制，為生物炭-微生物協(xié)同治理抗生素污染提供了理論參考，在水稻綠色生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖環(huán)境治理方面具有應用前景。

本研究得到了國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系和遼寧省科技計劃項目資助。（農(nóng)學院 孟軍）

UBC促進菌株MSM2304在TC生物降解過程中的電子轉(zhuǎn)移示意圖