红树林湿地分布在热带和亚热带的潮间带，作为连接陆地和海洋环境的重要生态缓冲区。这些生态系统是全球生产力最高和生物多样性最丰富的生态系统之一，提供了诸如碳封存、生物多样性保护和海岸防护等重要服务（Alongi, 2014）。它们还支持多种物种，并稳定海岸线，防止侵蚀和风暴潮（Gedan et al., 2011）。然而，石油污染已成为红树林生态系统面临的一个严重威胁。随着海上运输、沿海工业活动和港口开发的迅速扩张，石油烃在红树林沉积物中大量积累，导致严重的生态扰动（Tam et al., 2005; S. Zhang et al., 2024）。石油污染会损害植物根系功能，延缓枯落物分解，并增加幼苗死亡率（Munoz et al., 1997）。它还会降低土壤的渗透性和通气性，从而限制微生物和底栖生物的生存（Ostovar et al., 2021），最终削弱生态系统服务。此外，石油污染还会改变沉积物的氧化还原条件，导致微生物群落组成的变化（Falih et al., 2024）。石油污染不仅改变微生物多样性，还会促进有毒化合物的长期积累，可能导致生态系统中的慢性毒性积累（Jain et al., 2020）。这种毒性积累会破坏食物网，并威胁生态健康（Vasconcelos et al., 2025）。
以往关于石油烃降解的研究主要集中在表层土壤中的好氧过程，而厌氧生物降解途径的研究仍然不足（Laczi et al., 2020）。在石油污染的环境中，如深层沉积物、地下水含水层和沼泽土壤中，氧气供应有限，而且补充氧气往往无效或成本过高（Hasinger et al., 2012）。这些限制突显了探索厌氧微生物途径进行石油烃降解的重要性。因此，了解石油污染对红树林生态系统的影响以及阐明沉积物微生物群落的响应已成为环境微生物学和生态恢复领域的重要研究方向（Pavlova et al., 2024）。
石油（原油）是一种复杂的碳氢化合物混合物，主要由饱和烃（如烷烃和环烷烃）组成，还含有不同比例的芳香烃（如甲苯和萘）以及含杂原子的有机化合物（如碳、氢、氧、硫、氮等元素）（C. J. Zhang et al., 2024）。在过去的几十年中，已经分离并表征了许多能够降解石油的微生物，包括Pseudomonas、Bacillus和各种厌氧硫酸盐还原细菌（如Desulfatiglans），它们具有厌氧烃降解能力（Dohare et al., 2024; J. Li et al., 2024; Sarkar et al., 2017; Wu et al., 2023）。在厌氧降解途径中，富马酸添加机制被研究得最为透彻（Kharey et al., 2020）。烷基琥珀酸合成酶（AssA）及其同源酶（MasD）通过C–H键断裂并随后添加富马酸来催化烷烃的活化，形成烷基琥珀酸中间体（Callaghan, 2013）。芳香烃的厌氧活化由苯基琥珀酸合成酶（BssA）和NmsA等酶介导，这些酶参与芳香环结构的添加或断裂（Rossmassler et al., 2019）。其他途径还包括乙基苯脱氢酶介导的芳香化合物活化（Szaleniec et al., 2007）。
多种厌氧微生物能够在厌氧条件下通过关键功能基因assA、masD、bssA和nmsA降解烷烃和芳香烃（Acosta-Gonz?lez et al., 2013; Gittel et al., 2015）。降解烃类的细菌通常依赖硝酸盐、铁或硫酸盐等电子受体（Zhang et al., 2019; Zhu et al., 2020）。当这些电子受体耗尽时，某些细菌会与产甲烷古菌形成共生关联（Harindintwali et al., 2023）。在这种联合体中，细菌将烃类发酵成乙酸、甲酸和氢等中间体，随后被产甲烷菌利用（Kern et al., 2016）。甲烷的产生由甲烷辅酶M还原酶（MCR）催化，这是一种仅存在于古菌中的酶（Adler et al., 2025）。尽管好氧烃类降解已有充分记录（Vigneron et al., 2024），但在多种古菌中发现厌氧烃类降解现象，扩展了能够在厌氧环境中降解烃类的微生物的系统发育范围（Teske, 2024）。然而，使用硝酸盐和硫酸盐作为电子受体的微生物群落进行石油降解的研究仍然有限（Liu et al., 2025）。
在这项研究中，我们从中国三个具有代表性的红树林湿地收集了地下沉积物，以石油作为唯一的碳源，硝酸盐和硫酸盐作为电子受体，建立了厌氧富集培养。此外，我们还分析了富集群落的分类组成、功能基因谱和与降解相关的微生物相互作用。这项研究为从红树林沉积物中富集的微生物群落的厌氧石油降解提供了新的见解。
