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郑展望教授团队在环境微生物EEM菌种资源研发与应用方面取得重要进展

2023.11.03


近日,商达公用与浙江农林大学环境与资源学院、碳中和学院郑展望教授团队在环境微生物EEM菌种资源研发与应用方面取得重要进展,相关成果以研究论文形式发表在高水平SCI TOP期刊《Frontiers in Microbiology》(IF=5.2),题为 “New insight into the metabolic mechanism of a novel lipid-utilizing and denitrifying bacterium capable of simultaneous removal of nitrogen and grease through transcriptome analysis”。

餐厨含油废水中的脂肪、油和油脂(Fat, oil, and grease from kitchen waste , KFOG)如何妥善处置正在全球范围内引起关注。含油废水中的KFOG的主要成分是脂肪酸、甘油三酯和脂溶性烃,是造成含油废水中化学需氧量(COD)高的主要原因,现已成为水中不可忽视的污染物。水中过量的KFOG会抑制细菌的生长、脂质利用效率和脱氮能力,并且难以高效处理。近年来,利用废弃物做碳源的研究受到广泛关注,但是关于细菌利用KFOG作为碳源进行生长和脱氮的报道几乎没有,这也限制了这种废弃物在含油废水处理中的利用。

针对上述问题,研究团队分离并鉴定了一株具有油脂利用和高效脱氮能力的假单胞菌CYCN-C。菌株CYCN-C以KFOG为唯一碳源,TN的去除率可以达到73.5%。并且利用转录组技术分析了菌株CYCN-C分别以KFOG和乙酸钠为碳源时的基因表达情况。结果显示,KFOG组中部分基因表达水平显著升高,其中包括参与碳代谢的细胞色素o泛醇氧化酶(cyo)、碳储存调节蛋白基因(CsrA)、聚羟基烷酸酯(PHAs)和延胡索酸酶(FumC)基因分别上调6.9倍、0.7倍、26.0倍和19.0倍,参与氮代谢的硝酸还原酶(nar)和亚硝酸盐还原酶(nirB、nirD)基因分别上调115倍、30倍和49倍,参与脂质代谢途径的脂肪酶(lipA、lipB)、甘油-3-磷酸脱氢酶(glpD)和甘油激酶(glpK)基因分别上调0.6倍、0.4倍、21.5倍和1.3倍。本研究验证了废弃油脂作为碳源的可行性,并为该细菌利用废弃油脂和脱氮的代谢机制提供了新的见解。

近年来浙江商达公用依托院士工作站、浙江农村环境研究所与浙江农林大学共建联合实验室,以微生物技术与工艺为核心,在高效微生物菌种资源库构建、菌种强化技术、菌包产品、发酵强化工艺、循环养殖水处理菌剂等技术研发方向取得了丰硕成果,商达已经测试了十万余株环境微生物(全国不同地理区域上千种不同条件的环境样品),建立了一批性能优异、种类齐全的环境处理专用EEM菌种质资源库(保藏3000多种菌种,覆盖脱氮菌、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌、除油菌、有机物降解菌、低温菌、高盐碱耐受菌、土壤修复菌剂、植物调理菌剂等系列品种)。已形成能满足处理各种环境条件应用的特色环境微生物菌种保藏资源库,部分被中国典型培养物保藏中心保藏。本研究团队近年来承担了包括国家自然基金、科技部惠民计划、浙江省重大等12余项科研项目;发表高水平研究论文10篇,共获得12项专利授权,其中包含发明专利6项,实用新型专利4项。
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