Fe3O4对施氏假单胞菌反硝化过程的影响

作者：徐珊姗; 周金登; 双陈冬; 周庆; 李爱民

来源：生物工程学报, 2021, 37(10): 3685-3695.

DOI：10.13345/j.cjb.210426

• 施氏假单胞菌
• Fe3O4
• 反硝化脱氮
• 铁运载
• 非标记蛋白组学

生物反硝化是目前废水深度处理中应用最为广泛的硝酸盐氮处理技术,但该方法一般停留时间较长,在冬季因低温处理效果欠佳,因此有必要开发反硝化强化技术。以施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri为研究对象,考察了不同投加量下Fe3O4对P.stutzeri反硝化过程的影响。结果显示当Fe3O4投加量由0 mg/L增至4 000 mg/L时,硝酸盐氮最大比降解速率由18.0 h–1增加至23.7 h–1,体系中的总蛋白含量以及细菌体内的铁含量显著增加。RT-q PCR和非标记(Label-free)定量蛋白组学分析表明,投加4 000 mg/L Fe3O4体系中的P.stutzeri,其反硝化功能基因nap A、nar J、nir B、nor R、nos Z表达量分别提高了55.7%、24.9%、24.5%、36.5%、120%,对应反硝化还原酶Nap、Nar、Nir、Nor、Nos表达量提高了85.0%、147%、16.5%、47.1%、95.9%。对比体系中"游离细菌"和"Fe3O4粘附细菌",发现二者的反硝化功能基因以及反硝化相关酶没有显著差别;而Fe3O4粘附细菌电子传递相关蛋白表达量有所提高,说明了Fe3O4通过与细菌直接接触促进其生长代谢,导致体系中细菌总量的增加,从而提高反硝化速率。该结果可为反硝化强化技术的开发提供理论支撑。

• 出版日期2021
• 单位南京大学; 污染控制与资源化研究国家重点实验室