双阳极室甲烷微生物燃料电池同步脱氮除硫性能及微生物群落分析

【背景】甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane, AOM)包含反硝化型甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化。目前,人们向水体中排放过量的含氮及含硫污染物,引起了严重的环境污染和生态破坏。【目的】利用甲烷厌氧氧化微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)研究同步脱氮除硫耦合反应机理及反应过程中微生物的多样性信息。【方法】构建了3个微生物燃料电池(N-S-MFC、N-MFC、S-MFC),以甲烷作为唯一碳源,探究其同步脱氮除硫性能,并采用16S rRNA基因高通量测序技术对微生物群落结构进行分析。【结果】N-S-MFC中硝酸盐和硫酸盐的去除率分别为90.91%和18.46%。阳极室中微生物的相对丰度提高,与反硝化及硫酸盐还原菌相关的微生物大量富集,如门水平上拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota),同时属水平上Methylobacterium＿Methylorubrum、Methylocaldum、Methylomonas等常见的甲烷氧化菌增多。【结论...     

北桑寄生产黄酮内生菌的分离鉴定及其抗氧化和抑菌活性评价

【背景】北桑寄生(Loranthus tanakae)植物中黄酮类化合物成分含量较高,生物活性较好。由于植物资源短缺,导致其生物活性成分的研究受限。【目的】从北桑寄生中分离、筛选和鉴定产黄酮类化合物的内生菌,并评估其体外抗氧化和抑菌活性。【方法】以北桑寄生枝条为研究对象分离内生菌,通过显色反应和薄层色谱法(thin-layer chromatography,TLC)筛选产黄酮类化合物的内生菌,并采用NaNO₂-Al (NO₃)₃比色法测定其总黄酮含量。利用清除自由基和抑菌的体外实验来初步评估产黄酮内生菌的生物活性。【结果】共筛选出4株产黄酮内生菌,其中3株为内生真菌,1株为内生细菌,通过形态学和分子生物学方法将其分别鉴定为Botryosphaeria sp.(ZC020)、Phoma sp.(ZZ105)、Nemania sp.(ZS042)和Pseudomonas sp.(ZC026)。4株菌中ZC020和ZS042的总黄酮含量较高,分别为(44.58±0.72) mg/L和(31.98±0.18) mg/L (P<0.05,n=3),并且ZS042可产生与北桑寄生植物相同类型的黄酮类化合物。ZC026和ZS042表现出优异的抗氧化活性,其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)和2,2''-联氮-二(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2''-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt,ABTS]自由基清除率分别为72.85%±0.66%(ZC026)、57.01%±0.89%(ZS042)和85.36%±0.75%(ZC026)、88.17%±0.15%(ZS042)(P<0.05,n=3)。ZZ105对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑制作用。【结论】从北桑寄生枝条中分离出4株产黄酮类化合物的内生菌,其中有一株为内生细菌。这项工作为北桑寄生黄酮类化合物的生产提供了新的资源,也为其他珍稀药用植物和材料的开发和保护提供了参考。     

多株功能菌种混合培养条件的响应面优化及其生长关系

对3种具有土壤中多种重金属污染修复和病虫害防治功能的光合细菌（Photosynthetic bacteria,PSB,包括Rhodobacter sphaeroides H菌株、Rhodopseudomonas palustris N菌株和Rhodospirillium rubrum M菌株）、枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis, BS）和植物乳酸杆菌（Lactobacillus plantarum, LP）进行混合培养,利用单因素和响应面试验优化培养基配方以及培养条件。确定功能菌混合培养的最佳条件：以光合细菌培养基为基础培养基,外加碳源为10 g/L蔗糖、氮源为1.25 g/L硫酸铵、培养温度为31.5 ℃、初始pH值为7.1、接种量为接种后的初始培养活菌数1.90×10⁹cfu/mL、培养时间为28.0 h。通过功能菌的加性模型法、生长动力学以及混合培养的生长关系分析表明,光合细菌、枯草芽胞杆菌和植物乳酸杆菌的生长均存在互惠互利关系。     

驯化对生物阴极微生物燃料电池中阴极微生物群落多样性的影响

【背景】生物阴极微生物燃料电池因其构造成本低和阴极可持续性发展的优点而成为一种很有前途的废水处理系统,但阴极微生物的氧化还原性能限制了其在实际应用中的推广。【目的】为了提高生物阴极的性能,需要深入了解影响阴极氧化还原性能的微生物群落。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序技术分析对比原始接种污泥样品和驯化后阴极电极上生物膜样品多样性及结构变化。【结果】测序结果表明,原始接种污泥样品与驯化后阴极电极生物膜样品中微生物群落种类和结构存在显著差异,驯化后阴极电极生物膜样品中变形菌门(Proteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和特吕珀菌属(Trueperaceae)相对丰度比例高于原始污泥样品,成为优势菌群。【结论】驯化对系统阴极电极生物膜群落影响显著,随着产电量的输出,优势菌群不断富集,最终形成一个适应该实验环境下的新的微生物群落。对优势菌群结构和变化进行探讨,为生物阴极的研究补充更多生物学方面的理论基础。     

微生物燃料电池降解苯酚过程中微电场对阴极微生物多样性的影响

[背景]苯酚废水作为一种毒性强、难降解的废水而备受关注.目前,微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)已经广泛用于苯酚废水的降解,MFC的产电效果和苯酚的降解效率与反应器内的微生物群落有着密切关系.[目的]为了提高MFC的产电效果及对有害物质的降解能力,需要对MFC中苯酚的降解和微生物群落结构进...