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《Bioresource Technology》发表我院海洋微生物分子生态与应用研究团队最新研究成果

作者:杨婧灵 时间:2024-03-19 点击数:

近日,海洋科学与技术学院王健鑫教授研究团队在期刊《Bioresource Technology》(中科院环境科学类一区top)发表题为“Bioelectricity facilitates carbon dioxide fixation byAlcaligenes faecalisZS-1 in a biocathodic microbial fuel cell (MFC)”的研究论文,该论文的第一作者为我院海洋微生物分子生态与应用研究团队的李鑫熠(在读研究生),通讯作者为李鹏。

为开发新型固碳型微生物燃料电池(MFC),该研究对产电化能自养菌-粪产碱杆菌Alcaligenes faecalisZS-1在生物阴极MFC中的CO2固定机制进行了研究。结果发现,闭路MFC的固碳率显著高于断路组MFC,这说明生物电促进了MFC系统中的微生物细胞对CO2的固定。在向内胞外电子转移(EET)过程中,核黄素是负责电子转移的关键蛋白。基因组测序结果揭示了ZS1菌株在CO2固定中的多种代谢途径,实时荧光定量PCR结果显示在电营养条件下,ppc基因(编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)的表达水平显著上调,表明rTCA和C4固碳途径可能在MFC系统中占主导地位。非靶向代谢组分析表明,生物电促进了各种脂质代谢物的上调,这也验证了其促进CO2固定的结论。这些发现为开发固碳型MFC,实现其在污水治理过程中对CO2的资源化利用,提供了理论基础。

Fig.1预测Alcaligenes faecalisZS-1的二氧化碳固定代谢途径。

Fig.2 (a)输出电压; (b)循环伏安曲线; (c)核黄素和(b)细胞色素C在CM和OM中的浓度。

Fig.3 同步生物发电和CO2固定的机制。

该研究成果获得了浙江省重点研发项目,舟山市科技局项目的支持。

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