微生物直接種間電子傳遞:機制及應用
摘要：微生物種間電子傳遞(Interspecies electron transfer,IET)是指電子供體微生物與電子受體微生物之間通過直接或間接方式傳遞電子形成互營生長關系,從而共同完成單一微生物不能完成的代謝過程的現象。IET分為間接種間電子傳遞(Mediated IET,MIET)和直接種間電子傳遞(Direct IET,DIET).其中,前者一般需要氫、甲酸、核黃素等作為電子載體,而后者是指微生物間通過納米導線、氧化還原蛋白、導電顆粒等進行直接電子交換。DIET是最新發現的IET方式,DIET的發現改變了微生物互營代謝必須依賴氫/甲酸等能量載體的傳統認識。本文在論述MIET的同時,重點闡述了DIET的三種介導機制,列舉了參與IET的典型微生物種類,系統介紹了IET在厭氧消化產甲烷、甲烷厭氧氧化、微生物脫氯等重要環境過程中的作用機制及應用潛力,并展望了微生物種間電子傳遞的未來研究方向。本綜述有助于加深對微生物IET發生機制的認識,為理解微生物IET在自然界碳氮等元素循環、溫室氣體排放、污染物降解等關鍵生物地球化學過程中的作用提供理論基礎,為IET的實際工程應用提供可能。
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