近日,环境科学领域顶级学术期刊《Journal of Cleaner Production》(影响因子9.8,中科院1区TOP期刊)发表了西南交通大学生命科学与工程学院邱忠平教授团队的研究成果“Biostimulants accelerate lignin degradation in semi-aerobic landfills, assisting overall lifecycle management and sustainable development of landfills”,2021级博士研究生李明星与2022级硕士研究生江慧为共同第一作者,通讯作者为邱忠平教授,西南交通大学生命科学和工程学院为第一通讯单位。

准好氧填埋场存在的土著微生物活性低、木质素降解缓慢、稳定化时间长等瓶颈问题,本文创新性地提出基于天然微生物菌群的生物强化策略。通过筛选具有高度环境适应性的天然微生物菌群,在准好氧填埋过程中实施定向接种,结果表明,天然微生物菌群可快速定殖并形成功能主导群落,并招募与激活Cellvibrionaceae 和Chrysosporium等土著木质素降解微生物,重塑填埋场内微生态网络,增强外源-土著微生物间的协同效应,漆酶、木质素过氧化物酶等木质素降解关键酶活提升44.95%-97.07%,驱动木质素降解速率提高3.17倍,稳定化周期缩短133天。该成果不仅揭示了天然微生物菌群调控填埋场微生态的跨尺度作用机制,更为优化垃圾填埋场运行效能、加速非正规填埋场的整治等提供了可工程化应用的技术路径。

文章亮点:利用天然微生物菌群强化了垃圾填埋场中木质素的降解,使木质素含量降低46.43%;天然微生物菌群通过促进漆酶的分泌实现木质素的降解;天然微生物菌群重塑了场内中的微生物群落,优化微生物间的相互作用,促进了填埋体系中多种木质素降解土著微生物的富集。
该工作得到了国家自然科学基金(51978576,42207021)、四川省重点研发项目(2025ZNSFSC0194,2023YFSY0011)、成都市重点研发支撑计划(2024-YF05-02323-SN)和中国烟草总公司四川烟草公司科技项目(SCYC202409)等项目支持。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.145267
通讯作者主页:https://faculty.swjtu.edu.cn/qiuzhongping/zh_CN/

第一作者简介:李明星,生命科学与工程学院2021级材料科学与工程专业博士研究生,西南交通大学润方奖学金获得者。
第一作者简介:江慧,生命科学与工程学院2022级生物学专业硕士研究生。