动科所在养殖污水除臭及除臭菌剂开发方面取得突破性进展
近日,动科所马现永带领的生态团队在国际学术期刊Journal of Hazardous Materials(中科院环境科学与生态学一区TOP,IF=12.2)上发表了题为“Novel metabolic pathway of skatole degradation by Enterococcus hirae IDO5 and its application in swine manure wastewater treatment”的研究论文。动科所联合培养硕士研究生林衍之为论文第一作者,宋敏副研究员和邓盾副研究员为论文共同通讯作者。
粪臭素是猪粪污水中臭味贡献率最高的化合物,其嗅阈值极低,且具有生物毒性,对生态环境与公共健康构成威胁。研究团队从猪粪中分离得到一株能高效降解粪臭素的海氏肠球菌IDO5,并综合运用多组学及分子对接技术,系统揭示了其降解粪臭素的分子机制。研究发现,IDO5主要通过一条全新的“粪臭素-苯丙氨酸-苯乙酮-苯乙醛-苯乙酸”代谢途径降解粪臭素,其中黄素细胞色素c(flavocytochrome c)是催化粪臭素初始修饰反应的关键酶,而醛/醇脱氢酶(adhE)则负责后续中间产物的转化。此外,在实际的猪粪污水处理体系中,IDO5不仅能直接降解粪臭素,还能通过重塑菌群结构,抑制粪臭素产生菌(如Megasphaera elsdenii)的生长,并与特定色氨酸利用菌(如Peptostreptococcus russellii)形成协同,实现对粪臭素水平的双重调控。而基于此成果开发的IDO5高活性冻干粉剂(已获授权专利,专利号:ZL 2025 1 0314113.7),在猪粪污水处理中也展现出对粪臭素、吲哚及氨气等多种恶臭物的高效去除能力。该研究首次揭示了海氏肠球菌降解粪臭素的全新代谢通路及关键酶,为后续开展合成生物学改造、推动养殖恶臭生物处理技术的规模化应用奠定了扎实的理论与实践基础。
本研究获广州市科技计划项目(2023B03J1368)、广东省自然科学基金(2023A1515012064, 2022A1515140025)、广东省动物育种与营养重点实验室开放课题(2022SZ04)、国家自然科学基金项目(32302835)、广东省农业科学院低碳农业与碳中和研究中心(XTXM202204A)、广东省乡村振兴战略专项基金(2023KJ465, 2025TS-3-3)和汕尾市科技计划(2022A002)等项目的资助。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.141590

