恶臭气体的排放已经成为现代畜牧业的主要难题，而粪臭素是其中最典型的恶臭化合物之一。粪臭素可以引起多种动物的疾病，例如反刍动物的急性肺气肿和肺水肿；是导致公猪肉的膻味的主要原因之一；可以选择性地攻击人体的肺部细胞，细胞中的P450酶会催化形成DNA加合物，导致DNA损伤和突变，是潜在的致癌物。粪臭素在环境中稳定性强，难以被生物降解。好氧活性污泥法是处理废水和污染物的常用方法，具有处理效率高和操作简单等优点，具有良好的脱色除臭等功能。本研究构建了两种不同来源污泥的好氧序批式生物反应器，其中N组污泥源自大连普兰店某牛舍的表层粪土样品，E组污泥源自大连普兰店某鹅圈表层粪土样品。新鲜采集的样品在实验室摇瓶中进行驯化约20天以制备反应器污泥。两组反应器共运行70天，分为两个阶段，分别为阶段Ⅰ(低粪臭素浓度阶段)和阶段Ⅱ(高粪臭素浓度阶段)。在运行70天之后，N组和E组反应器均可以在48小时内完全降解250 mg/L的粪臭素，并且在pH 7.0-9.0和温度20-40oC的条件下都能保持良好的降解性能。相对于N组，E组表现出了较好的粪臭素降解性能。高通量测序结果表明，N组的α-多样性高于E组，两组样品的α-多样性在整个操作过程中均没有发生显著变化。然而，两组样品的细菌群落组成和结构都发生了明显的改变。总的来说，N组和E组最初样品中的优势菌属Lactococcus(11.0%和30.3%)和Pseudomonas(12.8%和19.9%)在驯化结束时，分别显著下降至0.2%和0%以及1.9%和0%，而Arthrobacter从4.1%和8.9%(第0天)增加至11.0%和37.8%(第70天)成为优势菌属。零模型分析表明，相比于确定性，随机性(62.7%-88.8%)在两组群落形成中都发挥了更为重要的作用。功能预测结果表明，E组的外源性化合物降解和代谢通路类别显著上调，但在N组中则保持不变，这与E组卓越的粪臭素去除性能相一致。这些发现为我们理解粪臭素生物转化过程提供了新的思考，并为生物修复应用提供了重要参考。
本文实验工作主要本科生刘升炜、胡佳宝和唐敏怡完成，文章以Removal of malodorant skatole by two enrichedmicrobial consortia: Performance, dynamic, function prediction and bacteria isolation为题发表于Science of the Total Environment（IF=5.589, 2020, 725: 138416）杂志。
