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摘要：以硫酸盐还原菌作为阴极催化剂的微生物电化学系统在含硫污染物去除及资源化回收方面具有其独特优势.磁铁矿广泛存在于自然环境中，其纳米形态被证实可促进微生物与电极之间的电子传递，然而其作用于生物阴极的分子机制尚不明晰.本研究通过构建Desulfovibrio vulgaris Hildenborough(DvH)生物阴极，探究磁铁矿纳米颗粒(Magnetite nanoparticles，MNPs)作用下其生物膜的响应机制.结果发现，相较于无MNPs添加组，MNPs介导下的DvH生物阴极的SO42--S2-转化率由6.8%提升至37.9%，周期电荷量提升了11%.线性伏安扫描结果显示，在0～-0.81 V电势范围内，MNPs添加组阴极电流均高于对照组，说明MNPs可以增强阴极生物膜电催化活性.DvH阴极生物膜的比较转录组结果表明，MNPs可通过促进与[FeFe]氢化酶、Hmc和ATP合成酶相关的基因的表达，促进DvH对氢气的利用和代谢;通过促进编码ATP硫酰化酶和腺苷酸硫酸还原酶这两种硫代谢关键酶的基因表达上调，提高SO42--S2转化率;通过促进Flp/Tad菌毛组装和PEP-CTERM蛋白相关基因的表达上调，强化DvH在阴极的附着和成膜.本研究结果可为微生物阴极电化学系统的高效构建提供新的理论依据.
文章目录
1 材料与方法
1.1 MNPs的合成
1.2 菌种及培养
1.3 生物电化学系统的构建及启动
1.4 分析方法
1.5 RNA提取、文库构建及测序
2 结果与讨论
2.1 MNPs对DvH生物阴极性能的影响
2.2 MNPs对DvH阴极生物膜的影响机制
3 结论