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表层沉积物中6∶2氟调醇生物降解对细菌群落结构的影响

发布时间:2018-01-20 15:18

  本文关键词: ∶氟调醇 生物降解 细菌群落结构 多样性指数 沉积物 出处:《环境科学》2017年11期  论文类型:期刊论文


【摘要】:6∶2氟调醇(6∶2 FTOH)是一种多氟烷基物质,近年被广泛用于工业和消费品中,对环境有潜在威胁,但目前关于6∶2FTOH及其降解产物对沉积物中微生物群落结构的影响还不清楚.本研究的目的是通过基因分析方法探索6∶2 FTOH生物降解对表层沉积物中细菌群落结构的影响.从天津海河采集表层沉积物和河水,在实验室进行微宇宙实验,通过LC-MS/MS测定6∶2 FTOH及其降解产物的浓度,通过变性梯度凝胶电泳和高通量测序分析细菌的群落结构.结果表明,6∶2 FTOH在微生物的作用下可发生降解(半衰期小于3 d),生成6∶2 FTCA、6∶2 FTUCA等中间产物和5∶2 FT Ketone、5∶2 s FTOH、PFHx A、PFPe A、PFBA、5∶3 Acid等稳定产物,该过程对沉积物细菌群落结构产生明显影响,引起细菌群落丰富度和多样性的变化.在6∶2 FTOH降解的不同阶段,细菌的变化和优势菌群略有不同.根据100 d的实验结果,从门的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起绿弯菌门丰度大幅上升(+24.8%)、变形菌门和厚壁菌门丰度大幅下降(-17.8%和-15.9%).从纲的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起丰度上升较大的有厌氧绳菌纲(+19.6%)和δ-变形菌纲(+4.3%),引起丰度下降较大的有ε-变形菌纲(-20.0%)、梭菌纲(-10.1%)、芽孢杆菌纲(-5.8%)和γ-变形菌纲(-4.2%).从属的分类水平看,6∶2 FTOH生物降解引起丰度上升较大的有Anaerolineaceae_uncultured(+19.1%)和硫碱球菌属(+13.3%),引起丰度下降较大的有弧菌属(-14.1%)、硫单胞菌属(-13.2%)、芽孢杆菌属(-5.1%)、Sulfurovum(-4.2%)和Fusibacter(-4.1%).这些结果有助于预测环境中细菌对多氟烷基物质污染的响应及筛选可降解多氟烷基物质的细菌.
[Abstract]:6: 2 Fluoritol (6: 2 FTOH) is a polyfluoroalkyl substance, which has been widely used in industrial and consumer goods in recent years and has a potential threat to the environment. However, the effect of 6: 2FTOH and its degradation products on the microbial community structure in sediments is not clear. The purpose of this study is to explore 6: 2 by gene analysis. Effects of FTOH biodegradation on the structure of bacterial community in surface sediments. Surface sediments and rivers were collected from the Haihe River in Tianjin. The concentration of 6: 2 FTOH and its degradation products were determined by LC-MS/MS. Denaturing gradient gel electrophoresis and high throughput sequencing were used to analyze the community structure of the bacteria. The results showed that 6: 2 FTOH could be degraded under the action of microorganisms (half life was less than 3 days). The intermediate products such as 6: 2 FTCAN 6: 2 FTUCA and 5: 2 FT etone1 5: 2 FTOH / PFHX / PFPe are generated. The stable products, such as 5: 3 Acid, had a significant effect on the structure of sediment bacterial communities, resulting in changes in the richness and diversity of bacterial communities at different stages of 6: 2 FTOH degradation. The variation of bacteria was slightly different from that of dominant flora. According to the results of 100d experiment, the biodegradation of 6: 2 FTOH resulted in a significant increase in abundance of phylum (24.8B) from the taxonomic level of phylum. The abundance of phylum Proteus and phylum platyphylla decreased significantly by -17.8% and -15.9% respectively. The biodegradation of 6: 2 FTOH resulted in a larger increase in abundance, including anaerobic chordae (19.663) and 未 -Proteus (4.3). The decrease in abundance was caused by 蔚 -Proteus (-20.0) and Clostridium (-10.1). Bacillus class -5.8) and 纬 -Proteus class -4.2k.subordinate taxonomic level. The biodegradation of 6: 2 FTOH resulted in a larger increase in abundance, including Anaerolineaceaeuncultured19. 1 and thiococcus (13. 3). . Among them, Vibrio, Thiomonas, Bacillus and Bacillus were responsible for the decrease in abundance and were found in Vibrio genus -14.1C, Thiomonas sp. -13.2N, and Bacillus sp. (-5.1g). (Sulfurovumi) and Fusibacter (-4.1). These results are helpful to predict the response of bacteria to polyfluoroalkyl pollution in the environment and to screen bacteria that can degrade polyfluoroalkyl substances.
【作者单位】: 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(41471391,41030529,40871214)
【分类号】:X172;X52
【正文快照】: 6∶2氟调醇(6∶2 FTOH)及其同系物是一类多氟烷基物质(PFASs),具有独特的疏水和疏油性质,可取代长链多氟烷基物质(≥7个氟代碳原子),被用于工业和消费品中,如作为涂层和防水剂用在包装、纺织品、润滑油和涂料中[1~3].近来一项关于食物接触材料中氟调醇的研究显示,6∶2 FTOH最

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