微生物电合成中电势调控对微生物多样性与代谢功能的影响研究

陈天一^1，2，张海亚²，段 亮³，李思琦^1，2，张洪伟^1*

(1. 兰州交通大学 环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070; 2. 中国环境科学研究院 水生态环境研究所，北京 100012;3. 中国环境科学研究院 流域水污染控制研究中心，北京 100012)

摘　要：　CO2的温室效应已经成为环境保护面临的主要挑战，微生物电合成(MES)技术作为一种生物技术，引起了学者们的广泛关注。该研究利用分子生物学技术和16S rRNA高通量测序技术，对MES系统中阴极微生物的群落结构和代谢功能进行了深入研究。研究结果表明，不同电势下，微生物群落的多样性和结构存在显著差异;此外，电势条件对微生物群落的代谢活动有重要影响，在中低电势下MES系统还原CO2的能力更强，在最优电势下MES系统生物阴极的物种丰度和均匀性更高。研究还发现，生物阴极优势菌门包括变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和拟杆菌门，优势菌属包括醋酸杆菌属、硫弯菌属、脱硫弧菌属，这些优势菌属不仅存在于生物阴极，也在阴极悬浮液中被发现，表明它们在MES系统中具有广泛分布。最后，通过PICRUSt2功能预测分析，揭示了MES系统还原CO2的作用机制。这些分析结果为优化MES系统的运行和提高CO2的还原效率提供了重要的理论基础。

关键词：　微生物电合成; 电势调控; 微生物群落; 多样性; 功能预测

引文格式： 陈天一，张海亚，段亮，等. 微生物电合成中电势调控对微生物多样性与代谢功能的影响研究[J]. 市政技术，2025，43(4)：247-255. (CHEN T Y，ZHANG H Y，DUAN L，et al. Study on the effects of potential regulation on microbial diversity and metabolic function in microbial electrosynthesis[J]. Journal of municipal technology，2025，43(4)：247-255.)