近日，海南大学热带农林学院/三亚南繁研究院刘铜教授团队在阿特拉津污染土壤的生物修复研究方面取得重要进展，首次系统揭示了外源木霉（Trichoderma lentiforme HN154）通过代谢中间产物的交叉喂养（cross-feeding）及趋化作用驱动土著伯克霍尔德菌（Burkholderia）定向富集的协同降解机制。该研究为持久性有机污染物的精准生物强化修复提供了新的理论依据与技术路径。

创新点一：理论机制原创性构建

该研究在国际上首次揭示了木霉-伯克霍尔德菌“交叉喂养-趋化招募”协同降解阿特拉津的分子生态机制，突破了传统单一降解菌株的认知框架。团队发现，木霉降解阿特拉津产生的中间产物——羟阿特拉津和缩二脲——同时作为趋化信号和碳氮源，通过双重功能协同驱动土著伯克霍尔德菌的定向富集（图1）。宏基因组学分析表明，接种木霉显著重塑了根际微生态，伯克霍尔德菌目（Burkholderiales）被鉴定为核心生物标志物，其丰度与阿特拉津降解率呈极强正相关，且阿特拉津降解关键酶基因（atzB、atzC、atzE、atzF）丰度同步增加。通过培养组学分离验证，成功获得多株高效降解菌株（图2）。

图1：Trichoderma lentiforme HN154通过交叉喂养Burkholderia协同降解阿特拉津的作用机制图

图2：生物标志物的鉴定和阿特拉津降解细菌的分离鉴定

创新点二：技术指标国际领先

基于上述机制构建的木霉-伯克霍尔德菌合成菌群在阿特拉津污染修复中展现出卓越性能。在非灭菌土壤条件下，接种HN154 14天后阿特拉津去除率达80.3%，较灭菌土壤提高22.1%，同时大豆植株高度、鲜重和根长分别显著提高20.9%、31.9%和20.2%。构建的合成菌群HN154+Burk在168小时内降解率达86.3%，显著优于单一菌株（图3）。该合成菌群还能有效激活植物抗氧化防御系统，使大豆根部超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性分别提高256%和211%，同时显著降低丙二醛（MDA）含量，有效缓解了阿特拉津对大豆的氧化损伤。

图3：合成菌群HNI54+burk在土壤中对植物生长和阿特拉津降解的影响

该研究得到海南省科技人才创新基金等项目支持。相关研究成果以“Trichoderma enriches Burkholderia via cross-feeding of degradation intermediates to enhance atrazine degradation and alleviate soybean phytotoxicity”为题，发表于微生物生态学领域顶级期刊《The ISME Journal》（IF₂₀₂₅=10.2）。论文第一作者为已毕业硕士研究生姜浩楠，在读博士生张漫漫为共同第一作者，通讯作者为刘铜教授。