微生物驱动的生物降解是土壤有机污染物自然衰减与生物修复的重要基础。这一过程不仅取决于降解微生物自身的代谢能力，也受到其所处生态互作网络的影响。病毒广泛存在于土壤中，是微生物生态互作网络的重要组成部分，但其与活跃降解微生物的关联及其对污染物转化的潜在影响仍缺乏清晰认识。揭示病毒与降解微生物之间的互作关系，厘清病毒影响宿主代谢及污染物转化的可能途径，有助于深化对土壤有机污染物降解机制与环境归趋的理解，并为生物修复研究提供新的思路。

 近日，中国科学院广州地球化学研究所罗春玲、李继兵团队以石油污染土壤中的甲基萘为研究对象，将拉曼激活细胞分选—稳定同位素探针技术（RACS-SIP）与单细胞基因组学相结合，探索污染物降解过程中的病毒—微生物关联及潜在代谢联系。研究从具有同位素同化活性的单细胞入手，将功能微生物识别、细胞分选与基因组分析相衔接，为解析复杂土壤体系中的病毒—宿主互作提供了研究途径。

 微宇宙实验表明，甲基萘在36天内的去除率最高达到80%，并伴随微生物与病毒群落组成的明显变化。研究利用RACS-SIP识别并分选功能微生物，结合群落关联分析和基因组信息，将chrobactrum确定为参与甲基萘代谢的重要候选功能类群，并发现其与一种未分类的有尾噬菌体纲（Caudoviricetes）噬菌体存在潜在关联。这些结果为进一步研究活跃降解微生物及其关联病毒提供了线索。

 基因组功能分析进一步发现，相关病毒携带醛脱氢酶、脱羧酶等潜在代谢相关基因，宿主基因组则具有邻苯二酚和龙胆酸等芳香化合物代谢途径的遗传潜力。上述信息提示，病毒与宿主之间可能存在与污染物转化相关的代谢联系，为探索病毒影响宿主代谢的机制提供了依据。相关基因的具体催化功能及其对甲基萘降解的贡献，仍有待进一步验证。

 该研究通过单细胞技术连接污染物来源碳的同化活性、功能微生物身份与病毒关联信息，将污染物降解研究拓展至活跃微生物及其关联病毒，为理解土壤污染物转化中的多类群互作提供了新的视角，也为后续探索病毒—宿主协同作用及生物修复策略提供了方法参考。

 该研究获得国家自然科学基金青年科学基金项目（A类）、广东省杰出青年科学基金项目、中国科学院青年创新促进会项目和中国科学院战略性先导科技专项（B类）等资助。相关成果近期发表于 Environmental Science & Technology，并入选期刊副封面。李继兵为论文第一作者，罗春玲为通讯作者。

图1.文章入选副封面

图2. 研究思路

图3. 不同培养时期微生物与病毒群落的潜在关联

图4. 基于iPHoP预测的病毒序列与微生物宿主对应关系

图5. 基于稳定同位素示踪与单细胞技术识别并分选污染物降解微生物

图6. 基于分选细胞的宿主与病毒基因组注释，重建甲基萘潜在降解途径并展示相关基因的来源分布

论文信息： Jibing Li, Jiarui Liu, Xixi Cai, Weiping Mei, Longfei Jiang, Dayi Zhang, Bei Li, and Chunling Luo*. Single-Cell Insights into Virus–Microbe Interactions in Emerging Contaminant Degradation. Environmental Science & Technology（2026）.

论文链接： https://doi.org/10.1021/acs.est.6c09032