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摘要
极端环境下Acidithiobacillus ferrooxidans等嗜酸微生物生长代谢缓慢严重影响其在生物冶金实际工程中的应用。本研究设计利用双室生物电化学反应器，考察寡营养环境下外加恒定电势对A. ferrooxidans菌的生长及亚铁氧化代谢的影响。结果表明：A. ferrooxidans菌在电化学刺激培养中（恒电势0-0.7 V，vs. Ag/AgCl），其生长和亚铁氧化均呈现两极应激效果。外加最适0.2 V电势刺激能有效促进A. ferrooxidans繁殖和亚铁氧化，最高菌浓和亚铁氧化速率比对照组（未外加电刺激）和其他电刺激实验组（除了0.7 V实验组）分别提高了17.01%～40.98%和13.42%～66.76%。外加0.2 V恒电势通过直接或间接电还原提供电子，为A. ferrooxidans菌快速增长或二次增长繁殖 (10-60 h)维持有利条件。与对照组相比，在外加电势（0.2-0.3 V）刺激去除后A. ferrooxidans菌生长和亚铁氧化的电刺激促进作用表现短暂（第2-3代）延续性；但经过4代连续摇瓶常规复培后，正向刺激作用逐渐消失。外加恒定电势进一步增加（≥0.4 V），对A. ferrooxidans菌的生长和亚铁氧化产生抑制作用；尤其是当外加恒定电势增加至0.7 V时，A. ferrooxidans菌体大量凋亡，且亚铁氧化速率显著降低；除了0.7 V实验组，其他电刺激实验组（0.4-0.6 V）经过连续4代摇瓶复培后，电刺激抑制作用消除并恢复。研究结果表明外加0.2-0.3 V的适宜恒电势通过电还原提供电子有效促进A. ferrooxidans在极端环境下生长及亚铁代谢。结果将为嗜酸微生物高效培养提供一定理论参考价值。
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