近日，陈温福院士团队孟军教授课题组在环境科学领域一区TOP期刊Journal of Hazardous Materials（IF = 12.2）上发表了题为“Mechanistic insight into enhancement of undissolved rice husk biochar on Tetracycline biodegradation by strain Serratia marcescens basing on electron transfer response”的研究论文，揭示了稻壳生物炭作为电子穿梭体促进微生物降解四环素的机制。农学院博士研究生王思宇为论文第一作者。

该研究针对养殖业抗生素环境释放导致的稻田水土环境风险，筛选鉴定了一株四环素降解功能菌株MSM2304，研究了生物炭-微生物协同降解四环素类抗生素的技术效果与机制。结果表明，去除溶解组分的高温热解条件下制备的生物炭（UBC）能够显著提升MSM2304对四环素（TC）的生物降解效能。固定于UBC表面的功能菌展现出更高的营养利用效率、代谢活性、增殖能力和氧化应激抗性。UBC通过促进生物膜的形成和胞外聚合物（EPS）中蛋白质类物质的分泌，在UBC-液体界面构建了一个具有高氧化还原特性的微环境。UBC作为电子供体和电子穿梭体，不仅增加了关键电子传递功能组分细胞色素c的含量，还缩短了电子传递距离，降低了TC生物降解过程中的扩散阻抗。

该研究系统阐述了UBC通过强化污染物与微生物界面间的电子传递效率促进TC生物降解的机制，为生物炭-微生物协同治理抗生素污染提供了理论参考，在水稻绿色生产、畜禽养殖环境治理方面具有应用前景。

本研究得到了国家现代农业产业技术体系和辽宁省科技计划项目资助。（农学院 孟军）

UBC促进菌株MSM2304在TC生物降解过程中的电子转移示意图