微生物生物修复是一种有前景且环境可持续的土壤污染减缓策略。本研究中，吉林农业大学王继红教授团队从长期暴露于阿特拉津和烟嘧磺隆的农业土壤中分离并鉴定了一种新型枯草芽孢杆菌菌株，为KC01。利用人工神经网络优化，KC01展现出卓越的降解能力，在五天内，阿特拉津去除率为83.11%（45 mg/L，pH = 6.3, 30°C），而烟嘧磺隆去除率为97.68%（10 mg/L，pH = 6.8, 30°C）。KC01的全基因组测序揭示了与除草剂降解相关的大量代谢途径（图1）。分子结合分析鉴定出关键功能蛋白，其中GE000322对阿特拉津的结合亲和力最高（-6.59 kcal/mol），GE000409对烟嘧磺隆的结合能力最佳（-6.87 kcal/mol）。在五个不同的地区进行的实地试验显示，该菌株改善土壤质量的能力体现在养分水平增加、酶活性增强以及除草剂去除率提高等方面。非靶向代谢组学分析进一步揭示了关键降解中间体，如羟嗪和N-乙基亚甲胺，为生物降解过程提供了机制性见解。这些发现共同确立了B. subtilis KC01作为修复除草剂污染土壤的高效生物催化剂，提供了对该催化剂的深入机制理解及其在土壤健康改善、环境生物技术中的实际应用。

图1 枯草芽孢杆菌KC01对阿特拉津和烟嘧磺隆的生物降解机制

相关成果发表在《Industrial Crops & Products》，吉林农业大学博士研究生赵晟晨为第一作者，王继红教授为通讯作者，本研究受到国家自然科学基金项目(U23A6001)的资助。

论文信息：Shengchen Zhao, Jiwei Kang, Jihong Wang*. Elucidating the biodegradation mechanisms of atrazine and nicosulfuron by Bacillus subtilis KC01: Insights into strain functionality and soil application potential. 2025, 234: 121601.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121601