处理甜菜加工副产物微生物燃料电池阳极生物膜群落多样性研究

摘要

[目的]分析处理甜菜加工副产物微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)阳极生物膜群落多样性.[方法]以不同处理方式下的甜菜渣作为底物,以MFC为研究装置,考察其产电性能,并通过454焦磷酸测序技术分析不同处理MFC中形成阳极群落结构差异,探讨其运行的可行性、稳定性.[结果]不同甜菜渣预处理方式对MFC电能输出有影响,以碱处理和未处理的甜菜渣产生的电压高于酸处理.16S rRNA基因的焦磷酸测序结果显示,3个样品中共有14个门,其中变形菌门为优势门.由聚类分析可知,酸处理与未处理和碱处理的微生物群落构成差异明显.微生物群落中存在多种产酸菌(Paludibacter、Petrimonas以及Spirochaeta等)和产电菌(主要为Geobacter属),它们之间存在种群互养关系.产酸菌能够发酵可溶性糖或者降解纤维素产生有机酸,产电菌可以利用这些有机酸直接产电.[结论]研究证实,甜菜渣不同的处理方式导致阳极群落多样性存在差异,而阳极群落结构的不同影响微生物燃料电池电能的输出.