单室微生物电解池除镍途径分析及微生物群落动态特征

• 作者: 吴忆宁 李伟明 李帅 王岭 赵欣 靳敏
• 来源期刊: 微生物学报
• 关键词: 单室微生物电解池 除镍 Illumina高通量测序 菌群结构 环境的选择性 Proteobacteria
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 1794-1801
• 语种: 中文
• DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160115

摘要

[目的]为探究UASB颗粒污泥启动的单室微生物电解池(Single-chamber microbial electrolysis cell,SMEC)对Ni(Ⅱ)的去除途径和SMEC中微生物群落的动态特征.[方法]以乙酸钠为底物,采用单因子控制方法分析SMEC对Ni(Ⅱ)的去除途径和应用Illumina高通量测序技术解析SMEC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征.[结果]结果表明,SMEC对重金属的去除主要通过吸附和微生物作用.经培养驯化功能菌群发生变化.成熟单室微生物燃料电池(Single-chamber microbial fuel cell,SMFC)阳极生物膜菌群主要是Proteobacteria(变形菌门,91.42％)中的Geobacter sp.(地杆菌属,76.25％);阴极生物膜菌群主要是Bacteroidetes(拟杆菌门,47.99％)中的Niabella sp.(布鲁氏菌属,33.01％)和Proteobacteria(45.74％)中的Ochrobactrum sp.(苍白杆菌属,10.80％).成熟SMFC改装成的SMEC在12.5 mg-Ni(Ⅱ)/L下,阳极生物膜菌群由单一优势菌Geobacter sp.转变为Geobacter sp.(41.56％)和Proteobacteria中的Azospirillum sp.(固氮螺菌属,5.97％);阴极生物膜菌群由Niabella sp.和Ochrobactrum sp.转变为Firmicutes(厚壁菌门,25.21％)中的Acetoanaerobium sp.(19.28％)、Proteobacteria (51.42％)中的Dokdonella sp.(16.48％)和Azospirillum sp.(9.49％).[结论]本研究表明,污泥微生物经SMFC和SMEC驯化过程及Ni(Ⅱ)的淘汰和选择,在电极上形成了稳定、高效产电与除镍菌群,优势菌群为Proteobacteria.