微生物燃料电池(MFC)主要用于生活污水和工厂废水净化和环境修复中,电活性微生物在微生物燃料电池中扮演着主要角色。现有产电微生物的分离和筛选均集中于污水和淤泥等环境中,皆为革兰氏阴性厌氧菌。在微生物燃料电池阳极室,有机物在产电微生物的作用下被分解并释放出电子和质子,电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递,并通过外电路传递到阴极形成电流,这个过程需在严格厌氧条件下方能进行,由此,在研究和应用中,革兰氏阴性产电菌对实验装置和生产设施要求非常苛刻,严重限制了其应用开发。因此,挖掘兼氧型产电菌资源,对于研究产微生物产电菌机制和应用,具有深远的意义。
课题组通过合成三氧化钨纳米探针,对植物内生菌资源进行高通量筛选,成功的分离到多株植物内生菌产电菌,其中琥珀葡萄球菌Staphylococcus succinus H6为兼氧型革兰氏阳性菌,其环境适应性强,产电性能优越。本研究丰富了微生物产电菌资源,并为探讨微生物与植物互作开辟了新的思路。该研究以“Plant endophytic bacteria: A potential resource pool of electroactive micro‐organisms”为题,近期在线发表于《Journal of Applied Microbiology》(IF2021=3.772)。
在印染、皮革、纺织等工业生产中,每年会向环境中排放大量难降解的芳香族有机物,其中偶氮染料为芳香族有机物污染的主要组分。偶氮染料具有环境毒性、致突变和致癌性。工业废水排至环境(水体)中时,有毒物质可影响水生生物的生长繁殖,从而破坏水质中的生态平衡,同时威胁着人类的健康。因此,挖掘对偶氮染料为代表的污染物降解微生物,对污水处理和环境修复具有重要的意义。
同期,课题组研究发现,微生物产电菌微嗜酸寡养单胞菌Stenotrophomonas acidaminiphila EFS1可对甲基橙具有极强的脱色效应,可以有效的降解水体中的甲基橙为代表的的偶氮类污染物。脱色机制研究标明,在EFS1的作用下,甲基橙的偶氮键断裂并形成新的无色化合物,从而发生脱色。植物毒性实验显示,新产生的化合物对小麦和油菜等供试植物无毒性作用。研究结果为EFS1在污水处理和环境修复中的应用奠定了坚实的理论基础,该研究成果以“Decolorization characteristics and mechanism of methyl orange dye by using Stenotrophomonas acidaminiphila EFS1”为题,近日在线发表于《International Journal of Environmental Science and Technology》(IF2021=2.86),论文第一作者为我院硕士研究生杨彩云。
论文链接:
1. Plant endophytic bacteria: A potential resource pool of electroactive micro‐organisms. (DOI: 10.1111/jam.15368) https://doi.org/10.1111/jam.15368
2.Decolorization characteristics and mechanism of methyl orange dye by using Stenotrophomonas acidaminiphila EFS1. (DOI: 10.1007/s13762-021-03846-6)
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13762-021-03846-6