自然環境中絕大部分微生物尚無法復蘇🦸🏼‍♂️🧟、分離和培養，典型限製因素包括代謝需求未知（營養成分）👨🏻‍🦳、生理狀態不明（休眠狀態）、物種豐度低等👨🏻‍🏭，而在工業危化品處理單元（如活性汙泥、生物膜等）或原位汙染環境中的土著微生物群落中常發現具有一定汙染物耐受能力的菌株，其中一部分可利用汙染物作為碳氮源進行脫毒或降解。近年來，組學技術（如擴增子分析🦸🏽‍♀️、宏基因組等）的發展使得基於微生物群落水平研究汙染物降解和生態修復成為可能，其中宏基因組分箱工具可基於碎片化的測序結果來組裝環境微生物群落中微生物的基因組草圖，為研究人員能夠在免培養的條件下對微生物的物種豐度、代謝生理等進行預估和分析，為發現“隱藏”在復雜環境微生物群落黑箱中的汙染物降解關鍵菌株提供依據。

本研究針對工業皂化廢水生物處理工藝的微生物群落，首先進行擴增子測序分析挖掘不同階段活性汙泥中的優勢微生物。研究發現Proteobacteria和Patescibacteria在皂化廢水處理全程為優勢微生物（圖1）。利用宏基因組分箱技術對關鍵處理階段（曝氣池和接觸氧化池）進行宏基因組裝基因組（Metagenome assembled genomes，MAGs）的構建☘️，並基於組裝基因組的完整度和汙染度進行篩選。其中42個MAG通過功能註釋分析發現具有潛在水解脫鹵酶😱🟢，其中Proteobacteria相關的MAGs占比較高，表明該類微生物可能在汙水有機鹵化物的降解中起到重要作用（圖2）🌄。

圖1 工業皂化廢水生物處理工藝的微生物群落組成

圖2 工業皂化廢水微生物MAGs進化樹與功能基因分布圖