近日,浙江师范大学地理与环境科学学院环境生物技术团队在工业废水膜生物反应器膜污染控制领域取得重要进展,相关研究成果以“Salinity and Phenol-Induced VBNC State of Quorum-Quenching Bacterium and Its Resuscitation Strategies for Biofilm Control in Industrial Wastewater Treatment”为题,发表于国际微生物学领域经典权威期刊Environmental Microbiology。该期刊是环境生物领域最具影响力的学术期刊之一,浙江师范大学地环学院苏晓梅教授为论文第一作者,环境科学与工程 2025 届硕士毕业生张茜、孙法迁教授为主要作者,同时孙法迁教授为论文通讯作者。

膜生物反应器因出水水质好、占地面积小等优势,被广泛应用于高盐含酚工业废水处理。然而,高浓度盐分和苯酚共同作用不仅显著抑制微生物代谢,而且容易诱导功能菌进入休眠状态,使污染物降解和膜污染控制能力下降。近年来,群体感应淬灭菌因能够降解细菌群体通讯信号分子、抑制胞外聚合物分泌和生物膜形成,被认为是绿色、高效的膜污染控制策略。然而,在复杂工业废水环境下,群体感应淬灭菌是否能够长期保持活性,其休眠形成机制及功能恢复策略尚不明确。
围绕这一关键科学问题,本研究发现苯酚与高盐具有显著协同作用,可大幅加速群体感应淬灭菌进入休眠状态,并引起更严重的氧化损伤、代谢抑制和群体感应淬灭活性丧失;而复合胁迫诱导形成的休眠细胞则必须依赖复苏促进因子才能恢复培养活性。复苏促进因子处理后,菌株的群体感应淬灭能力及抑制生物膜形成能力均恢复至接近正常水平。转录组分析进一步揭示了休眠形成过程中能量代谢、DNA复制、蛋白质合成受到广泛抑制,而渗透调节、膜转运及环境适应相关途径被激活。本研究丰富了群体感应淬灭菌休眠形成与功能恢复的理论认识,为提高群体感应淬灭菌在复杂工业废水膜生物反应器系统中的长期稳定性及膜污染控制能力提供了新的理论依据和技术思路。
相关研究工作得到了国家自然科学基金(52470094、42277025)、浙江省自然科学基金(LY21D010006)的资助支持。
原文链接:https://doi.org/10.1111/1462-2920.70388