AI导读：

中国科学院深圳先进技术研究院与上海交通大学合作，成功构建了一种能同时降解五种有机污染物的新型工程菌株，为破解传统微生物处理技术中的“盐抑制效应”提供了中国方案。该技术有望为石化、氯碱等高盐废水处理提供全新生物解决方案，推动环保产业从末端治理向生物智造升级。

　　深圳商报·读创客户端首席记者陈小慧

　　高盐废水，作为工业废水中的一类特殊存在，主要源自化工厂、石油及天然气采集加工等行业，内含悬浮物、有机物、重金属、有害化学物质及营养盐等多种污染物，对环境和生态系统构成了严重威胁。因此，去除高盐废水中的有机污染物，对推动生态环境可持续发展至关重要。

　　5月7日，中国科学院深圳先进技术研究院客座研究员戴俊彪与上海交通大学教授唐鸿志携手，在学术期刊《自然》上发表了最新研究成果。他们成功构建了一种能同时降解五种有机污染物的新型工程菌株，并通过实际工业废水样本的验证，展示了该菌株对高盐废水中复合污染物的高效降解能力，为破解传统微生物处理技术中的“盐抑制效应”难题提供了中国智慧。深圳先进院为此次研究的首要单位。

迭代自然转化法（INTIMATE）示意图

　　打造高效降解污染物的“微生物特种兵”

　　自然界的微生物虽能分解高盐废水中的部分污染物，但常如“偏科生”，每种微生物通常只擅长处理一两种特定污染物。面对高盐废水中由油污、重金属、放射性物质等组成的“混合垃圾”，这些天然微生物往往“力不从心”。此外，由于微生物降解涉及的基因种类繁多，常规基因工程技术对菌株的设计与改造速度和深度均有限。

　　近年来，合成生物学技术的迅猛发展，为降解菌株的构建带来了新希望。科学家们通过合成生物技术，为微生物设计了“智能工具箱”，不仅赋予细菌多种污染物分解能力，还能让这些功能像“乐高积木”般精准组合。

　　基于此，研究团队通过对底盘菌株的筛选与耐盐机制的深入解析，精准锁定了具有快速繁殖、高盐耐受和易基因编辑等特性的理想底盘细胞——耐盐菌株“需钠弧菌（Vmax）”。团队利用弧菌类细菌能吸收整合外源DNA的自然转化能力，通过精准调控基因，构建了具有高效自然转化能力的菌株VCOD-2。经测试，该菌株能高效整合外源DNA片段至细菌基因组，转化效率远超自然界中的微生物。

　　在进一步研究中，团队将来自不同物种的降解基因模块进行适配优化，创新性地开发了迭代自然转化法。他们利用同源替换策略，将五个功能基因簇迭代整合至细菌基因组中，在单一菌株中构建了覆盖单环至多环化合物的五条人工代谢通路，成功培育出“微生物特种兵”VCOD-15，可实现对联苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯五种典型芳香类有机污染物的同步降解，涵盖了从单环到多环化合物的广泛底物范围。

　　中国科学院院士、中国科学院大学资源与环境学院院长江桂斌对此评价道：“VCOD-15菌株的开发，不仅为高盐废水污染的修复提供了新的解决方案，还建立了在抗逆底盘菌株基因组上整合多条污染物降解基因簇，并实现功能适配、应用测试的全流程研究范式。期待这一研究范式能为更多底盘菌株的改造提供借鉴，并推广至更多污染物共存场地的生物降解与修复，为我国环境生物技术的发展以及生态环境保护贡献力量。”

　　提供精准“去污”生物解决方案

　　研究团队通过实际工业废水样本的系统验证，展示了“微生物特种兵”工程菌株VCOD-15从实验室到实际污染场地的全场景降解效果。在污染物降解能力方面，这种“微生物特种兵”展现出多靶点同步处理的优势——在48小时内，对五种目标污染物的去除率均超过60%，其中对联苯实现完全降解（100%），甲苯、二苯并呋喃等复杂污染物的降解率接近90%，效能较天然菌株提升2至3倍。

　　面对极端工业环境的挑战，VCOD-15在盐度高达102.5克每升的氯碱废水中仍保持活性，成功突破了传统菌株“遇盐即失活”的瓶颈。在活性污泥反应器中，该菌株在12小时内即可完全去除高浓度污染物。多平行生物反应器测试显示，48小时内工业废水中污染物残留量均低于检测范围的2%，且菌株在复杂微生物群落中的占比稳定（40%以上），展现出其强大的环境竞争力。

　　论文共同通讯作者唐鸿志表示：“这些验证数据表明，团队开发的基于需钠弧菌的复合污染物工程菌构建平台，实现了从代谢通路的挖掘、设计和合成，到单一、复合污染物降解菌株的构建、测试，以及在实际工业废水样本处理应用的全流程。该平台有望为石化、氯碱等高盐废水处理、海上石油泄漏、微塑料污染等全球性挑战提供全新的生物解决方案。”

　　论文共同通讯作者戴俊彪补充道：“研究团队为构建多功能工程菌株打造了通用技术平台，不仅实现了同一菌株内多代谢通路的高效整合，还支持菌种功能的持续升级。其应用范畴可突破污染物降解领域，向天然产物生物合成、高值化合物细胞工厂构建等合成生物学前沿领域延伸，展现出‘一技术平台驱动多产业革新’的巨大潜力。”

　　展望未来，该成果的核心技术有望延伸至海上溢油污染治理、工业场地修复、微塑料生物降解等多个生态环保场景，不仅为破解复合污染治理难题提供了智能生物工具，更将推动环保产业从末端治理向生物智造升级，助力“无废城市”建设与双碳目标的实现。

　　中国科学院深圳先进技术研究院助理研究员苏聪博士、上海交通大学致远荣誉计划博士生崔浩天和副研究员王伟伟博士为本文的共同第一作者。中国科学院深圳先进技术研究院/中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）的戴俊彪研究员和上海交通大学的唐鸿志教授为本文的通讯作者。

（文章来源：读创/财经国内经济）

期货知识：本文虽未直接涉及期货市场，但环保技术的创新对期货市场中的相关环保产品（如碳排放权期货等）可能产生间接影响。