孟楠同学文章被Journal of Environmental Sciences接受

恶臭是世界七大公害之一，3-甲基吲哚又称粪臭素，是众多臭味化合物中的佼佼者，具有很低的嗅觉阈值浓度。生物降解粪臭素是可行的，但复杂群落中负责粪臭素降解的功能微生物和基因尚未可知。在本文研究中，我们通过长期驯化获得了一个高效好氧降解粪臭素的菌群，通过耦合宏基因组和宏转录组学分析，发现红球菌 Rhodococcus 和假单胞菌 Pseudomonas 是菌株中的优势菌和活跃种群。生物信息学分析表明，粪臭素下游降解主要通过儿茶酚途径，上游降解可能由芳环羟基化加氧酶和黄素单加氧酶催化。基因组分箱和功能基因分析表明， Rhodococcus 应该是菌群中的主要功能菌属， Pseudomonas , Pseudoclavibacter 和 Raineyella 通过与 Rhodococcus 合作实现粪臭素的高效过程。在此基础上，我们通过纯培养分离获得了一株红球菌 Rhodococcus sp. DMU1，降解实验表明菌株DMU1能够以粪臭素为唯一碳源进行生长。利用二代三代测序技术测定了菌株DMU1的完整的基因组，与宏基因组分箱获得的 Rhodococcus 序列一致，表明菌株DMU1就是菌群中的功能菌株。进一步利用粗酶和 RT-qPCR实验对菌株 DMU1降解粪臭素下游途径进行验证，表明粪臭素降解途径为邻苯二酚邻位开环途径。本文耦合微生物非培养和纯培养技术系统揭示了粪臭素好氧降解过程，两者结果可互相验证，表明红球菌在粪臭素降解中发挥重要作用，而邻苯二酚途径可能是主要的降解路径。

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