Влияние повышенной солёности на микробные взаимодействия в сообществе активного ила

Биологическая очистка сточных вод критически важна, и её эффективность тесно связана с взаимодействиями микроорганизмов. Ранее исследования фокусировались на влиянии факторов среды (таких как солёность) на разнообразие и состав микробного сообщества, игнорируя связи между микроорганизмами. Чтобы восполнить этот пробел, международная команда исследователей провела углублённый анализ микробных взаимодействий при повышенной солёности в системах активного ила.

Высокая солёность может ухудшать работу биологических очистных сооружений (WWTPs), поскольку высокое осмотическое давление губительно для микробов и ингибирует активность ферментов. Сообщество активного ила — это сложная микроэкосистема, где различные бактериальные таксоны взаимодействуют через перенос энергии и обмен веществами, формируя сложную экологическую сеть.

В этом исследовании учёные из Пекинского университета химических технологий и Пекинского технологического и бизнес-университета описали реакцию микробных взаимодействий на повышенную солёность с помощью анализа ассоциативных сетей. Их работа, опубликованная в Frontiers of Environmental Science & Engineering, показывает, что повышенная солёность приводит к низкому микробному разнообразию и формированию небольших, сложных и более конкурентных сетей, что ухудшает эффективность очистки.

Ключевые выводы исследования:

• Солёность 3% ингибировала удаление общего азота (TN) и снижала разнообразие микробных сообществ.
• Общие сети при более высокой солёности (2% и 3%) были более сложными, плотными и характеризовались более конкурентными взаимодействиями между бактериями.
• Подсети бактерий с одинаковой функцией (например, аммоний-окисляющие (AOB), нитрит-окисляющие (NOB) и денитрификаторы) существенно менялись под воздействием соли. Связь Nitrospira (NOB) с другими видами была серьёзно подавлена при солёности 1–3%, что привело к повышению накопления нитритов (NAR) более чем до 99.72%.
• Ключевые виды (хабы и коннекторы) были динамичны при разной солёности и играли решающую роль в поддержании стабильности системы, несмотря на низкую численность в сообществе.

Исследование успешно оценило влияние повышенной солёности на экологические сети системы активного ила с помощью нового анализа сетей на основе RMT. Эта работа углубляет понимание взаимосвязи между эффективностью системы и динамикой микробных взаимодействий в ответ на повышение солёности.