塩素化炭化水素溶媒に対するメタノトロフィックコンソーシアムのコメタボリック分解メカニズムと微生物ネットワーク応答

混合コンソーシアムにおける塩素化炭化水素溶媒（CHSS）のコメタボリズムメカニズムは、ほとんど不明のままです。Methanotophic ConsortiaのCHS生分解特性と微生物ネットワークが初めて研究されました。結果は、すべてのCHSSが4.8 mg/（h・gcell）の最大分解速度でコメタボリズムを介して効率的に分解できることを示しました。クロロアルカンとクロロエチレンは、メタノトロフィックコンソーシアム、特に0.29-0.36 mg/（H・gcell）の生産率でCl-に変換された非塩素化脂肪族炭化水素によって、クロロベンゼンよりも容易に分解されました。さらに、微小生態学的反応の結果は、メチル球球科（49.0％）、メチロモナス（65.3％）、メチロサルシナ（41.9％）がメタノトロフィックコンソーシアムの主要な機能的分解者である可能性があることを示しました。さらに、微生物相関ネットワークの結果は、タイプIメタノトロパスとヘテロトロフィスによって構築されたインタラクティブな関係が生分解性を決定することを示唆しました。さらに、PICRUST分析により、CHSSはCHS分解遺伝子の相対存在量を増加させ、メタン酸化遺伝子の相対存在量を減らすことができることが示されました。これは実験結果とよく一致していました。

The cometabolism mechanism of chlorinated hydrocarbon solvents (CHSs) in mixed consortia remains largely unknown. CHS biodegradation characteristics and microbial networks in methanotrophic consortia were studied for the first time. The results showed that all CHSs can efficiently be degraded via cometabolism with a maximum degradation rate of 4.8 mg/(h·gcell). Chloroalkane and chloroethylene were more easily degraded than chlorobenzenes by methanotrophic consortia, especially nonfully chlorinated aliphatic hydrocarbons, which were converted to Cl- with a production rate of 0.29-0.36 mg/(h·gcell). In addition, the microecological response results indicated that Methylocystaceae (49.0%), Methylomonas (65.3%) and Methylosarcina (41.9%) may be the major functional degraders in methanotrophic consortia. Furthermore, the results of the microbial correlation network suggested that interactive relationships constructed by type I methanotrophs and heterotrophs determined biodegradability. Additionally, PICRUSt analysis showed that CHSs could increase the relative abundance of CHS degradation genes and reduce the relative abundance of methane oxidation genes, which was in good agreement with the experimental results.