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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

         
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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^(-1)Ag^(+)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。

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