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近日,浙江农林大学农村环境研究所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。