生物工程学报2022,Vol.38Issue(5) :1889-1902.DOI:10.13345/j.cjb.210593

微生物电解池耦合厌氧消化过程中产甲烷代谢通量与微生物的关系

The relationship between methane production metabolic flux and microorganisms in a microbial electrolytic cell coupled anaerobic digestion

刘洪周 杨思霞 王楠 刘海波 李建昌
生物工程学报2022,Vol.38Issue(5) :1889-1902.DOI:10.13345/j.cjb.210593

微生物电解池耦合厌氧消化过程中产甲烷代谢通量与微生物的关系

The relationship between methane production metabolic flux and microorganisms in a microbial electrolytic cell coupled anaerobic digestion

刘洪周 1杨思霞 1王楠 1刘海波 1李建昌1
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作者信息

  • 1. 云南师范大学能源与环境科学学院,云南昆明650500
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摘要

为探究微生物电解池耦合厌氧消化(MEC-AD)产甲烷代谢通量与微生物的关系.实验以电压为扰动因子,采用代谢通量分析(MFA)的方法,得到微生物群落与产甲烷通量的响应关系.结果表明:电压扰动后产甲烷通量和产氢通量均发生显著变化,而电压扰动对产乙酸通量的影响较小,其中0.6 V扰动时产甲烷通量最大为0.522±0.051,较对照组1.0 V的0.295±0.013和1.4 V的0.395±0.029分别提高了77%和32%.另外,平均有15.7%±2.9%的H2(通量)用于还原CO2产甲烷和乙酸,平均有27.7%±6.9%的乙酸(通量)转化为CH4.毛螺旋菌(Lachnospiraceae)的丰度对乙酸通量有显著影响,产CH4通量与理研菌属(Petrimonas)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)、拟杆菌属(Blvii28)、假单胞菌属(Acinetobacter)的丰度呈正相关,与梭菌属(Tuzzerella)、球形螺旋菌属(Sphaerochaeta)的丰度呈负相关.而影响产H2通量和产CH4通量的物种具有相似性,多为拟杆菌、梭菌、假单胞菌和厚壁菌.此外,物种种间互作关系也是影响MEC-AD产甲烷通量的重要因素.

关键词

电解电压/代谢通量分析/微生物电解池/甲烷/代谢网络

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基金项目

国家自然科学基金(21968038)

出版年

2022
生物工程学报
中国科学院微生物研究所 中国微生物学会

生物工程学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.641
ISSN:1000-3061
被引量2
参考文献量7
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