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海藻糖强化高盐胁迫下异养硝化-好氧反硝化菌群的代谢机制
文献摘要：
异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌是一类可在高盐环境脱氮的好氧微生物,但其工程应用效果不理想.海藻糖作为相容性溶质,通过参与调节细胞渗透压帮助微生物抵抗高盐胁迫,对提升高盐环境菌群的脱氮效率起重要作用.本研究通过启动膜曝气生物膜反应器(membrane aerobic biofilm reactor,MABR)富集HN-AD菌,设计添加150μmol/L海藻糖的C150实验组和未添加海藻糖的C0对照组,开展了外源性海藻糖对高盐胁迫下HN-AD菌群代谢的强化机制研究.反应器运行性能及群落结构分析结果显示,C150组相较C0组,NH4+-N、总氮(total nitrogen,TN)和化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率分别提高29.7％、28.0％和 29.1％;以不动杆菌属(Acinetobacter)和假黄褐藻属(Pseudofulvimonas)为优势菌属的耐盐型HN-AD菌群总相对丰度在C150组达到66.8％、较C0组提高了 18.2％,添加海藻糖促进高盐环境中耐性型HN-AD菌群富集并强化系统脱氮性能.代谢组学深度分析表明,外源性海藻糖加强脯氨酸合成,提高微生物对高盐胁迫的抵抗能力;通过调节细胞增殖信号通路(cGMP-PKG、PI3K-Akt)、磷脂代谢通路及氨酰基-tRNA合成通路的活性,促使甘油磷脂代谢物磷酸乙醇胺及嘌呤和嘧啶丰度上调,提升细菌聚集能力和细胞增殖,助推微生物在高盐环境生长;同时,添加海藻糖还加快三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA cycle),为HN-AD菌群的碳、氮代谢提供更多电子供体与能量，进而优化系统脱氮性能.本研究结果为HN-AD菌在高盐高氮废水处理中的运用提供理论指导.
文献关键词：
高盐胁迫;海藻糖;异养硝化-好氧反硝化;群落结构;微生物代谢
中图分类号：
作者姓名：
郭雷;肖芃颖;李龙山;陈爽;袁港
作者机构：
重庆理工大学化学化工学院,重庆400054
文献出处：
引用格式：
[1]郭雷;肖芃颖;李龙山;陈爽;袁港-.海藻糖强化高盐胁迫下异养硝化-好氧反硝化菌群的代谢机制)[J].生物工程学报,2022(12):4536-4552
A类：
Pseudofulvimonas
B类：
海藻糖,高盐胁迫,异养硝化,好氧反硝化菌,代谢机制,heterotrophic,aerobic,denitrification,HN,AD,高盐环境,好氧微生物,相容性溶质,渗透压,脱氮效率,膜曝气生物膜反应器,membrane,biofilm,reactor,MABR,C150,C0,外源性,强化机制,运行性能,群落结构分析,NH4+,总氮,total,nitrogen,TN,化学需氧量,chemical,oxygen,demand,COD,去除率,不动杆菌属,Acinetobacter,黄褐,褐藻,优势菌,耐盐,相对丰度,耐性,强化系,脱氮性能,代谢组学,深度分析,脯氨酸,抵抗能力,增殖信号通路,cGMP,PKG,PI3K,Akt,代谢通路,氨酰基,tRNA,甘油磷脂代谢,代谢物,乙醇胺,嘌呤,嘧啶,聚集能力,三羧酸循环,tricarboxylic,acid,cycle,TCA,氮代谢,电子供体,优化系统,废水处理,微生物代谢
AB值：
0.347576
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