微生物燃料电池中地杆菌对Ag+的耐受机理及其对产电性能的影响

作者：苑心; 李鹏松; 顾予一; 陈浩强; 孙德智; 党岩^*

来源：环境工程学报, 2021, 15(06): 2126-2132.

• 微生物燃料电池
• 硫还原地杆菌
• copZ基因
• 重金属抵抗
• 银离子

微生物燃料电池(MFC)是污水处理领域的一个研究热点,地杆菌(Geobacter)因其出色的产电能力被广泛关注。自然水环境中,重金属等具有生物毒性的组分会影响Geobacter的生长生存和产电能力,进而影响MFC的产电性能。Geobacter对Ag+等多种重金属具有较强的耐受能力,然而其耐受较高浓度重金属的机理尚不明晰。选用Geobacter的模式菌种硫还原地杆菌(Geobacter sulfurreducens)作为研究对象,研究了copZ基因对G.sulfurreducens耐受Ag+的调控作用。结果表明:在0.05 mmol·L-1Ag+的培养条件下,野生型G. sulfurreducens的copZ基因转录量提升了24.8倍;当把copZ基因从G. sulfurreducens基因组中敲除后,G. sulfurreducens对Ag+的耐受能力显著下降,在Ag+浓度为0.01 mmol·L-1的培养条件下,copZ基因缺失型G. sulfurreducens菌株的生长速率仅为Ag+浓度为1mmol·L-1的培养条件下野生型G. sulfurreducens的33.3%;在接种copZ基因缺失型G.sulfurreducens菌株的MFC体系内加入0.05 mmol·L-1 Ag+后,MFC的电流减小6.99%。本研究结果证明了copZ基因对G. sulfurreducens耐受Ag+具有明显的调控作用,揭示了较高浓度Ag+对MFC体系中G. sulfurreducens产能性能的影响机制。

• 单位
  北京林业大学; 环境科学与工程学院