中国微生物学会第十二届地质微生物学学术研讨会

在本研究中，我们探讨了直接种间电子传递（DIET）在甲烷生成过程中的创新应用，并提出了一种通过增强群体感应（QS）机制来优化DIET途径的新策略。长期反应器运行结果表明，经过QS增强处理的系统展现出更为显著的甲烷生成活性，实现了高达98.7%的化学需氧量（COD）去除效率。相比之下，在对照组系统中，当乙酸累积至7420 mg COD/L且pH值降至6.04时，甲烷生成过程遭遇失败，COD去除率显著下降至41.9%。QS增强系统内显著提升的DIET活性得到了导电菌毛和c-Cyts细胞色素分泌相关基因表达水平的有力支持，分别实现了12.7倍和10.3倍的显著提升。此外，QS增强还显著提高了能量产生能力，F型和V/A型ATP酶的表达水平分别提升了6.3倍和4.2倍，这可能为导电菌毛和c-Cyts细胞色素的分泌提供了更多的能量支持。从微生物群落结构的角度分析，QS增强显著提高了Methanosaeta和Geobacter属的丰度，分别从对照组的54.3%和17.6%增加至63.0%和33.8%。同时，参与二氧化碳还原和乙醇脱氢酶活性的基因表达水平也分别提升了0.6倍和7.1倍。综合以上结果，本研究不仅证实了QS化学物质在刺激DIET过程中的积极作用，而且为深入理解厌氧消化器和沉积物等环境中DIET甲烷生成机制提供了新的视角。

群体感应,直接种间电子转移,宏转录组,产甲烷菌