石油烃污染场地低温修复机制研究进展

姜岩，周和平，张哲，刘红兵，沈顺祥

（重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心，重庆400067）

石油勘探、开采技术不断发展，促进了高纬度、高寒地区的原油开采，由此带来的环境污染也日趋严重。据统计，美国平均每年发生99 次陆地管道泄漏事件，这些事故多发生在寒区，以阿拉斯加地区为例，1996—1999年有120万加仑油液泄漏到冻土中[1]。俄罗斯情况更加严峻，虽然仅有9%的输油管道处于冻土区，但其泄漏事故却占总事故率的17%，特别是近年来，俄罗斯管道泄露的原油量竟高达30 万桶。高寒地区输油管线易受损，且难于维护，是导致原油泄漏的主要原因。在我国，以青藏高原的格尔木-拉萨原油输油管线为代表，从建成至今已发生了30多次原油泄漏事故[2]。相较于常温地区，寒区的气温较低，生物多样性差，这些都导致寒区生态系统比较脆弱，原油污染会对微生物代谢活性造成较大的抑制作用，生态恢复需要更长时间。

不仅在高寒或高纬度地区，在诸多的实地生物修复中，北方地区气温处于理想温度环境中的时间往往仅有几个月，修复周期经历的低温环境更长。在低温期，细胞代谢受到抑制，生物修复系统的运转受到严重影响，因而在实地修复中经常被忽视，缺乏必要的针对性研究和有效的工程控制手段。事实上，可以将这一时期分为两个阶段：15～25℃时，细胞活力虽然明显下降，但是对于多数土著微生物而言，仍保持了较高的生理生化特性，这一时期应该给予高度重视，实施针对性受控修复；在低于15℃左右时，优势土著微生物的群落结构将发生显著变化，中温微生物的代谢活力基本受到抑制，取而代之的嗜冷菌和耐冷菌在生物修复中逐渐发挥越来越大的作用。另外值得思考的是，在常规的修复工程中，中低温期一般处于生物修复的中后期，即在旺盛修复期之后，此时，污染场地残留的营养盐等修复因子可以满足代谢能力明显下降的土著微生物，这样可以在有效控制成本的基础上，提高修复效率。当然，这是要建立在针对性受控研究基础上，而这种受控则主要围绕低温土著微生物的生理特性开展。

在国内，辽宁大学和吉林大学对这方面做了较多研究，赵全[3]从辽宁抚顺石油二厂曝气池中分离、筛选得到25株耐低温石油烃降解菌，在10～15℃、pH为6～9的优化条件下，对2000mg/L柴油的降解效率高达71%。国外对低温降解菌的研究起步较早，除开展菌种选育工作外，对石油烃代谢途径和降解菌适冷机制的研究也较为全面。Whyte 等[4]从北极土壤中分离出两株假单胞菌，在5～25℃条件下均能降解C5～C12的烷烃、甲苯和萘，且具有alk和nah的代谢途径。利用单一培养菌株，便于开展降解特性、工艺条件、代谢机制等更为广阔的研究，而对混合培养菌株的关注，则更多集中在提高修复效率等工艺方面。Yang等[5]将青藏高原分离的细菌在20℃条件下进行混合培养，研究其对原油污染土壤的低温修复，结果表明诺卡式菌和红球菌混合培养相较于单一菌株的修复效果提高了一倍，除油率高达100%。为了追求修复效率，细胞固定化技术也被尝试应用到生物修复研究中。巩春娟[6]利用不同载体固定化耐低温多环芳烃降解菌，发现在10℃，投菌量为10%～15%时，以玉米芯为载体的固定化混合菌，对含30mg/kg菲、芘和芭的土壤进行60天的生物修复，污染物去除率达到了64.38%。可见，利用多种菌株混合降解或是利用固定化细胞技术都可以不同程度地提高生物修复效率。

本文针对实地修复中经常被忽视的低温期，通过讨论低温微生物的研究现状，分析石油烃低温降解机制及细胞适冷机制，从而指导低温期生物修复，缩短修复周期，提高修复效率。

1 低温降解菌研究现状

在生物修复进入低温期后，耐冷菌的优势体现出来，它们广泛分布在温带及亚温带的江河、湖底静水层以及高原、戈壁等昼夜温差较大的地区。这类菌可以在20℃以上的温度环境中生长并降解石油烃，这一特性对于生物修复至关重要。不过，这也使在这一时期的生物修复更为复杂，究竟是耐冷菌成为优势土著微生物，还是中温菌仍保留了更强的活力对修复产生更大贡献，亦或是二者兼而有之，还有待针对不同的污染场地进行深入研究，进而用于指导过渡期生物修复手段的实施。随着生物修复转入更为寒冷的低温期，中温微生物的代谢活性基本被抑制，此时，嗜冷菌逐渐活跃起来，这类微生物主要分布在南北极、深海、高原以及常年积雪的高山[7]，其最适宜生长温度在15℃以下，即便在冻土环境中也能实现代谢，在高寒和高纬度污染区块的生物修复中发挥了主要作用。

在低温菌的石油烃降解特性及修复研究中，海洋石油污染现象一直较为严重，因而海洋低温石油烃降解菌得到了更多的研究。现已发现的海洋低温石油烃降解菌包括：鞘氨醇单胞菌属、海杆菌属、海单胞菌属、盐单胞菌属、嗜冷杆菌属、科尔韦尔氏菌属、油螺旋菌属、不动杆菌属、希瓦氏菌属、假交替单胞菌属、假单胞菌属、噬细胞菌属、节细菌属和红球菌属等[8-10]。这些菌属大多从靠近南北两极海域或是冬季海洋水域中分离得到，其中海底沉积物和表层水体分离出的优势菌株更具代表性，尤以假单孢菌属和红球菌属的研究报道较多，其中的部分成果已经应用到实地生物修复实验中，取得了良好的修复效果。相比于水体，土壤中富含矿物质、有机物、无机物等微生物生长所需的各种营养物质，更有助于各类土著微生物的生长和代谢，因此土壤中分离出的低温石油烃降解菌的种类更加广泛。表1 总结了部分典型的陆生低温石油烃降解菌，可以看出，在南北两极、高山和高原地区发现了大量的低温石油烃降解菌，这些微生物以革兰氏阴性细菌为主，真菌和酵母菌的报道较少。对于这部分菌的研究多在4～20℃，其中10℃和15℃最为集中。此外，进一步研究发现，陆生低温石油烃降解菌与来自海洋的微生物也有相似之处，以假单胞菌属和红球菌属研究居多。国外关于低温菌的研究起步较早，在降解机制和适冷机制方面研究较多，而国内关于这方面的报道不多，在今后应该得到足够重视。

2 石油烃低温生物降解（图1）

2.1 烷烃降解

图1 石油烃低温降解途径

表1 典型低温石油烃降解菌

烷烃的结构相较于苯及其同系物和芳烃来说相对简单，降解也更容易，对其降解机制的研究相对较多，也更加具体和全面。细胞摄取是细胞分解代谢烷烃的第一步，这方面的报道较多，归纳起来细胞主要通过黏附、乳化和增溶三种作用摄取烷烃，并且这三种作用与蜡脂、糖脂、表面活性剂、脂肪酸，乃至细胞的嗜冷机制密切相关，Whyte、Barabas 等[30-31]分别报道了这些机制。当温度降低时，低温菌细胞的黏附性和乳化活性增加而增溶活性降低。因此，在细胞对烷烃的摄取中，小分子水溶性烷烃可通过直接运输进入细胞，而中链烷烃和长链烷烃则可能通过微器官黏着烃类液滴或利用表面活性剂被微生物摄取[32]。细胞在低温条件下摄取烷烃后，进入生物修复最为核心的环节，即分解代谢。图1为石油烃低温降解途径，微生物通过脱氢作用、羟化作用和过氧化作用逐步氧化烷烃，生成相应的醇、醛和酸，后经β-氧化成乙酰辅酶A 或进入三羧酸循环，最终分解为水和二氧化碳并释放能量。对于环烷烃，分子结构中不具备末端甲基，而是含有亚甲基，它的生物降解遵循了类似链烷烃的次末端氧化机制，这对于环烷烃是一种积极而有利的代谢方式。总之，烷烃的降解主要体现在不同的碳末端加氧机制，常见的烷烃加氧机制可以概括为以下4种。

（1）单末端单加氧途径

单末端单加氧途径主要基于烷烃单加氧酶的活力，经活化后可以氧化位于直链末端的甲基基团，使其脱去两个氢原子，生成相应的伯醇[式(1)]。Li等[33]发现了一种长链烷烃单加氧酶LadA，利用末端氧化途径可以将长度在C36以内的长链烷烃转化为芽孢杆菌中相应的伯醇，再继续在醇醛脱氢酶的作用下氧化成相应的脂肪酸及醛；而脂肪酸在脂肪酸辅酶A连接酶的作用下转变成脂肪酸辅酶A，然后经过β-氧化途径生成乙酰辅酶A，最终进入三羧酸循环，生成水和二氧化碳。现有研究表明，这种单末端单加氧机制是细胞利用烷烃最为常见的一种代谢途径。

（2）次末端单加氧途径

早在1998年，Whyte等[34]发现，在利用从安大略湖沉积物中分离出的一株耐低温红球菌开展生物降解研究中，在中间代谢产物中检测出仲醇，这是将底物分子的倒数第二个亚甲基氧化的结果，从而证实了该菌株对十六烷和十二烷的生物降解过程遵循了次末端氧化机制。这种氧化机制也是利用单加氧酶作用于次末端亚甲基，而保留末端甲基基团，从而生成相应的仲醇，再被氧化生成酮和脂类；脂类中的脂键裂解后，生成伯醇和脂肪酸，而伯醇可以继续氧化成相应的醛，最后形成脂肪酸[式(2)]。Morikawa等[35]发现这一代谢途径也存在于诺卡氏菌属中。

（3）双末端单加氧途径

双末端单加氧途径主要发生在难以进入β-氧化途径进行代谢的烷烃中，部分细菌选择了ω-氧化途径对其进行降解，如式(3)，这种机制是在烷烃的双末端先后氧化甲基基团，形成一元醇的过渡体，最后生成二羟基羧酸产物，更利于氧化反应的进行。这一途径在Youri 等[36]的最新研究中被证实，来自大肠杆菌的烷烃单加氧酶AlkB 可选择性的先后氧化正构链烷烃的两个末端。

（4）单末端双加氧途径

单末端双加氧途径的相关报道很少，这一代谢机制在形式上与单末端单加氧途径貌似相似，都是氧化形成羧酸，再进入β-氧化途径，但是，其中间过程存在本质差异。单末端双加氧途径是利用了双加氧酶，而不是上述3种途径中的单加氧酶，因此代谢过程不形成伯醇等物质，而是如式(4)所示将烷烃直接氧化成羧酸。这一机制被发现存在于不动杆菌的细胞代谢中，Yasuyoshi等[37]发现不动杆菌在氧化长链烷烃时，正构烷烃通过非常规氧化转化为酸的途径中，先生成烷基氢过氧化物，继而直接氧化成脂肪酸；并且证实在降解过程中，只需要分子氧（O2）的辅助，不需要NAD(P)H等辅酶的参与。

在烷烃的生物降解中，细胞受到低温的影响而调节代谢机制以适应特定环境。单末端单加氧途径是微生物最为常见的代谢途径，但对于单末端双加氧途径的认知最少，是唯一被发现采用了双加氧酶的代谢机制；另一个特点是，在低温环境中无法利用β-氧化途径的微生物，细胞有能力自身调节利用ω-氧化机制实现烷烃的降解。总体而言，在低温环境中，细胞相对更易利用烷烃实现代谢，维持自身生长和生理生化特性。除烷烃外，芳香烃作为重要的石油烃其代谢机制也得到了广泛研究[38-40]，它们的代谢机制有相似之处，降解基因一般都位于细胞的大型分解代谢质粒上，尤其是假单胞菌的OCT、NAH 和TOL 质粒报道较多[4]；但由于分子结构差异较大，其代谢机制存在较大差异。

2.2 苯及其同系物的降解

作为主要石油烃组分的苯系物往往更难降解，由于相关研究较多，其代谢机制已基本达成共识。Zhang 等[16]和Rosa 等[21]分别报道了针对甲苯和苯酚的低温降解菌（表1）。由于分子中具有苯环结构，这类物质的代谢途径也与烷烃显著不同。由图2可以看出，这类物质的代谢关键步骤之一是依赖脱氢酶及氧化还原酶的作用，在形成二醇中间体后，转变为邻苯二酚及衍生物，再裂解开环后进入三羧酸循环，最终形成乙酰辅酶A和琥珀酸。低温环境中的微生物对苯及其同系物进行降解后，会将原来具有毒性的污染物转化为无毒的代谢产物，最终降解为二氧化碳和水，并合成新细胞[41]。

图2 苯及其同系物的降解途径

2.3 多环芳烃的降解

由于多环芳烃存在于各类型的油污染场地中，因此其环境危害及生物可降解性受到高度关注。而且多环芳烃是公认的一类难降解石油烃，本文作者课题组[42]发现即使在适宜的环境条件下，其生物降解率也较低。一旦温度低于30℃时，尽管仍存在低温降解特性，但生物降解效率显著下降。

图3 多环芳烃的降解途径

多环芳烃的降解通常是通过加氧酶对其进行定位氧化反应。在微生物代谢过程中，真菌和细菌的方式略有不同。真菌通过单加氧酶生成芳烃氧化物，再失氧形成酚类。Gabriel等[43]通过实验优化发现微皮伞菌在单加氧酶的作用下，对多环芳烃表现出很强的降解能力。细菌对多环芳烃的代谢则是通过双加氧酶启动的，双加氧酶介导芳环羟基化成为顺式-二氢二醇，通过脱氢酶再芳构化为二醇中间体，继而在多组分双加氧酶（由还原酶、铁氧还蛋白和铁硫蛋白组成）的作用下转化为三羧酸循环中间体，最终生成二氧化碳和水[44]。本文作者课题组[45-46]在对约氏不动杆菌的研究中发现，该菌降解PAHs的途径为水杨酸途径，PAHs在水杨酸羟化酶和邻苯二酚2,3-双加氧酶的作用下进入三羧酸循环生成二氧化碳和水。

综上，烷烃、苯类化合物、多环芳烃具有不同的低温降解途径。石油烃结构的差异决定了不同的细胞降解机制。不饱和的直链烷烃比饱和的多支链烷烃容易降解；支链越多的烷烃，可降解性越差，尤其是季碳原子在碳链末端时更难于被细胞利用；多环芳烃类物质降解过程复杂、难度最大，微生物菌属的不同也遵循了不同的代谢机制，加氧羟化和裂解开环是细胞代谢过程中的限速步骤。此外，也可以从石油烃分子量的大小探讨细胞的生物降解特性。碳原子数决定了石油烃的形态，如气态的甲烷、液态的乙烷和固态的沥青等，根据碳原子数评估石油烃的生物降解特性也有据可循，小分子更难被细胞利用，如C1～C4的石油烃只能被一些特殊的菌株所降解；而C5～C6的石油烃在浓度较高时几乎不能降解，只有在低浓度环境中才存在缓慢的生物降解作用；C10～C12的石油烃因其环境毒性低、底物抑制作用弱，比很多小分子石油烃更易被细胞利用。石油烃能被多数的石油烃降解微生物降解，其差别在于降解率和降解速度；碳原子数在22 以上的石油烃，常温下是固体且水溶性极差，一般不能被微生物利用。对很多石油烃降解菌而言，其代谢机制在常温和低温环境下差别不大，低温菌能够在低温环境下利用石油烃实现生理生化反应是因其独有的适冷机制。

3 低温石油烃降解菌的适冷机制

温度是限制生物修复的一个重要因素，当环境温度较低时，细胞膜流动缓慢，同时酶的催化活性也会降低，导致细胞内物质转运和代谢速率会明显降低，甚至影响到核酸分子结构的稳定性，从而使基因的表达受到抑制；如果温度降低到细胞质的冰点，细胞中的液体会形成冰晶体而对细胞结构造成无法修复的损害。这些问题常常制约着低温环境中微生物的生命活动，但长期处于低温环境中的微生物在自然选择的作用下，逐渐形成了一套独特的适冷机制。

3.1 调节脂肪酸的组成

细胞膜是微生物进行营养物质交换及保持细胞内离子浓度平衡的重要结构。当温度降低时，细胞膜的流动性减弱，细胞正常的新陈代谢受到严重影响。在低温环境中，存在于脂质双分子层中的脂肪酸将在低温胁迫下发生改变，其不饱和脂肪酸的比例增加是调整细胞膜流动性最常见的调节方式。Merja 和Simo[47]研究了温度在10～40℃时，枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌细胞脂肪酸含量的变化情况，发现温度降低会导致不饱和脂肪酸含量增加；此外，这两个菌株中低熔点脂肪酸的含量均有所提高，这表明不饱和脂肪酸的含量变化与微生物的适冷机制有密切关系。进一步的结果在近年被证实，Stanislava[48]通过研究南极黄杆菌膜脂肪酸及其对寒冷胁迫的适应反应，证实该菌较同菌属的其他中温和嗜热菌会产生更多的不饱和脂肪酸，并且发现低温微生物的细胞膜主要由支链脂肪酸和不饱和脂肪酸构成，从而降低了细胞膜内脂类的熔点，使得在低温环境中细胞膜仍能维持液态和流动态。由此可见，不饱和脂肪酸对于微生物的适冷机制有重要作用。

除了增加不饱和脂肪酸这种较为常见的调节方式外，还存在着另外4种调节方式：减小大分子脂肪酸和环状脂肪酸的数量，增加支链分支和顺式异构脂肪酸的含量。这些调节方式破坏了磷脂双分子层的填充顺序并降低了填充密度，从而使液相转变为凝胶相的温度降低，即使在低温环境下也保持了细胞膜的流动性[49]。此外，增加脂类物质含量和细胞膜面积，也有利于细胞在低温环境下对营养物质的吸收。脂肪酸的调节机制对于细胞保持流动性，降低细胞内容物冰点，维持低温活性发挥着重要作用。

3.2 低温促进蛋白的表达

蛋白质对于微生物的适冷机制非常重要，在低温环境下，微生物会通过自身调节来增加蛋白质的含量。Marle 和Gancel[50]将嗜水气单胞菌在5～30℃进行冷冲击以确定其适应性反应，通过双向电泳分析发现了三种变化，除了很少数的蛋白质表达不足、很多蛋白质表达过度外，还有许多新蛋白质产生。由此可见，低温促进了细胞内各种蛋白质基因的表达，从而提高其在低温环境下的适应性。关于低温诱导蛋白质表达已有较多研究。Jones 等[51]发现当培养温度从37℃骤降至10℃后，大肠杆菌细胞内的冷诱导蛋白表达量最高增加了约10 倍，并且在细胞中发现了9 种冷休克蛋白，其中Csp A 是主要的冷休克蛋白，占所有冷休克蛋白的10%，Csp A、Csp B及Csp G均为由低温诱导。这表明低温环境可能会影响细胞核糖体对不同蛋白质的翻译效果，进而生成适应低温环境的蛋白。Corien 等[52]在16℃、4℃和-4℃三种温度条件下，利用嗜冷杆菌对生长过程中蛋白质的丰度模式进行研究，结果表明在冰点以下的生长过程中，细胞的能量生产、蛋白质合成和转运受到特定的压力，同时膜转运蛋白上调，表明细胞通过细胞膜上转运蛋白的增加来抵消降低的扩散速率和低温运输。相比之下，许多中温菌在较低温度下无法合成蛋白质，一方面是其核糖体无法适应低温环境，影响翻译过程，另一方面，由于细胞膜在低温下营养物质无法交换而导致细胞繁殖受阻。因此，微生物在低温环境下的适应能力，与核糖体翻译机制的适应性以及保持完好膜结构的能力有关。

3.3 特殊蛋白的合成

低温不仅可以促进蛋白质的表达，还可以诱导某些特殊蛋白的合成，从而对微生物的适冷机制做出贡献。现已发现，当温度下降时，微生物体内可能产生一类特殊的蛋白，这类蛋白源于耐冷细菌的自身调节机制，通过产生冷休克蛋白来应对环境温度的变化，故此被称作冷激蛋白。温度变化幅度决定了冷激蛋白的生成，这是一种适应外界温度急剧下降的特殊形式的基因表达，以促进细胞适应低温环境。对此一般认为，在低温环境中，冷休克蛋白作为RNA 的分子伴侣可以与mRNA 稳定结合，促进其翻译。Zhang 等[53]发现冷休克蛋白动态调整mRNA 的二级结构，以全面调节蛋白质的表达水平，在此过程中，冷休克蛋白将自己的表达调整为细胞需求，实现整体翻译的动态控制。除了冷休克蛋白，近年来人们发现在低温环境中微生物还能合成冷适应蛋白，这类蛋白的不同之处在于其可以抑制冰的形成。最新研究发现，PAMC20917 的基因组编码产生冷休克蛋白以外，还产生了一种冰结合蛋白，可抑制冰的产生，使细菌适应寒冷的环境[54]。冷适应蛋白的发现，提出了一种全新的适冷机制，即通过抑制冰的形成来提高细胞的低温适应能力。近期，Brininger 等[55]更是发现冷适应蛋白质可以通过增加空腔的方式来减少冰的形成，同时空腔数量的增加促进了水分子的进入，继而提高了酶的活力。不同的微生物细胞在应对温度变化时，可能合成特异性蛋白，以产生不同的适冷机制。

3.4 酶分子独特的适应性

低温环境下酶的活力，是研究细胞适冷机制无法回避的基础问题。随着温度降低，酶活力总体呈下降趋势，但由适冷微生物产生的大多数酶能够保持相对较高的酶活水平。Wi 等[56]从北冰洋分离到一株芽孢杆菌，从中提取出脂肪酶BpL5，并在大肠杆菌模式菌株中成功实现了重组，该酶在5℃时仍保持了在优化条件下（pH=9.0、20℃）85%的酶活水平。到目前为止，大多数低温微生物分泌的酶被证实在中低温环境下保持了较高的活性，与嗜温和嗜热同源酶相比，冷适应酶结构相对稳定、能适应更低的温度环境。Kim 等[57]对来自北极地区的Aquaspirillium arcticum菌中的苹果酸脱氢酶Aa MDH在结晶分离后进行分析，证实该酶在4～10℃时催化效率是同源嗜中温和嗜热MDH 的2～3 倍，比较三者的结构发现，活性位点残基相对柔性的增加、底物与辅因子表面电荷分布的良好，以及亚基间离子对相互作用的减少，可能是Aa MDH在低温下保持高效催化活性的主要因素。此外，适冷酶还可以通过减少盐桥、疏水基团及芳香烃反应等，提高酶分子空间结构的可塑性，实现快速改变构象以保持高的催化活力，继而高效地实施底物代谢。低温胁迫下酶的这种特异性，使细胞能够在低温环境中保持正常的新陈代谢[58]。

目前，国内外关于低温菌适冷机制的认知主要体现在上述四个方面。细胞通过调节脂肪酸含量、蛋白的表达及分泌冷适应酶等机制来耐受低温环境。现有研究证实，石油烃的代谢机制在低温环境与中温环境下差别并不大，但独特的适冷机制是低温微生物能够实现低温代谢的根本原因，这对于探索低温期生物修复将起到决定性作用。

4 结语

生物法修复污染场地技术已较为成熟，特别是石油烃污染场地的生物修复，一直是研究热点。由于中温好氧微生物的特点，长期以来关于该领域的相关研究主要聚焦在理想的温度环境中，对于漫长的低温期缺乏足够的重视。当前，已有超过百余属种的微生物被发现具有不同程度的低温降解特性，其中以红球菌属和假单胞菌属研究居多，它们广泛分布在陆地和海洋中，对于去除环境中的石油烃发挥着重要作用。低温菌对于石油烃的代谢遵循了不同的机制，链状石油烃的生物降解主要依靠碳链末端或次末端不同的加氧机制，而苯和多环芳烃类等具有环状结构的石油烃则遵循了不同的分子羟化和加氧机制以实现开环裂解。微生物对于各类型石油烃的低温降解能力与细胞的适冷特性密切相关。微生物的适冷机制较复杂，且尚未完全认知。一般认为，温度降低诱导细胞内不饱和脂肪酸的形成，有效降低了细胞膜内脂类化合物的熔点，从而使细胞膜能够在低温环境中始终保持流动态；蛋白的表达与合成也被认为是重要的适冷机制，转运蛋白的表达量增加促进了营养物质在低温环境下的跨膜转运，而冷休克蛋白和冷适应蛋白的低温合成则有效抑制了细胞内冰的形成，保持了细胞的生物活性；此外，一些研究认为，细胞的低温降解特性还被认为与酶保持高效生理活性有关。总体而言，低温期修复研究将成为生物修复技术发展的方向之一，深入阐释低温菌的代谢与适冷机制有利于指导低温期生物修复手段的实施，经济且有效地提高生物修复效率。