一氧化碳（CO）是大氣的組成成分之一。原始大氣中高濃度的CO作為早期生命活動的重要電子供體之一，促進(jìn)了生命的演化。此前的研究發(fā)現(xiàn)，CO對微生物的生長具有一定的毒性作用。而宏基因組學(xué)分析及熱力學(xué)模型分析發(fā)現(xiàn)，土壤中56%的微生物具有CO的代謝能力，且微生物對“痕量有毒”氣體CO的利用較為普遍。

氯代有機(jī)物在全球范圍內(nèi)的廣泛使用與不當(dāng)排放，污染了地下環(huán)境，并對地下生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成了威脅。其中，氯代乙烯類污染物較為普遍。脫鹵擬球菌是一種只能利用氫氣作為電子供體的專性有機(jī)鹵呼吸細(xì)菌，在氯乙烯類污染物的徹底無毒化中起到關(guān)鍵作用。然而，目前利用其他電子供體進(jìn)行還原脫氯的研究較少。

近日，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所污染環(huán)境微生物生態(tài)組在研究CO和三氯乙烯為底物的富集培養(yǎng)體系時發(fā)現(xiàn)，基于河流底泥的富集培養(yǎng)物以CO為唯一的碳源與電子供體可將三氯乙烯還原為乙烯。該富集培養(yǎng)物微生物種群中的有機(jī)鹵呼吸細(xì)菌——脫鹵擬球菌的相對豐度最高可達(dá)39.3%，是驅(qū)動三氯乙烯還原脫氯的主要菌株，被命名為脫鹵擬球菌CO菌株。qPCR分析顯示，脫鹵擬球菌能夠通過還原脫氯三氯乙烯獲得能量進(jìn)行生長，同時，CO氧化過程中伴隨著氫氣的生成，其氧化終產(chǎn)物為乙酸，而乙酸和氫氣支持了脫鹵擬球菌對三氯乙烯的還原脫氯。宏基因組學(xué)分析表明，脫鹵擬球菌的還原脫鹵酶VcrA和TceA可能驅(qū)動了三氯乙烯的還原脫氯，具有CO脫氫酶的多種微生物可能參與了CO的氧化產(chǎn)氫，具有完整厭氧乙酰輔酶A途徑的醋酸桿菌驅(qū)動了系統(tǒng)的產(chǎn)乙酸，氫氣和乙酸通過種間傳遞支持了脫鹵擬球菌的生長。

這一成果拓展了脫鹵擬球菌生長條件的多樣性，并為探討微生物種間互作提供了新的認(rèn)知。

相關(guān)研究成果以CO?driven electron and carbon flux fuels synergistic microbial reductive dechlorination為題，發(fā)表在Microbiome上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等的支持。

CO作為唯一的碳源和電子供體支持三氯乙烯的還原脫氯