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珠江所在养殖尾水处理生物膜群体感应方面取得新进展

信息来源:中国水产科学研究院珠江水产研究所  发布时间: 2024-07-10   点击数:保护视力色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)

近日,珠江水产研究所淡水池塘养殖生态环境调控创新团队在《Journal of Water Process Engineering》(IF2022=7.0)发表了题为“Effect of exogenous acylhomoserine lactone 3-oxo-C14-HSL on the performance of biofilm in moving bed biofilm reactor”的研究论文,李志斐副研究员为第一作者,谢骏研究员和程香菊教授为共同通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、国家重点研发计划、中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项等项目的资助。

挂膜启动是生物膜法污水处理技术及工程实践中的关键科学问题,载体材料微生物的有效定殖和生物膜的快速形成对于生物膜法快速启动至关重要,然而,在养殖尾水处理实际应用中常常存在挂膜时间长并伴随着结构的强不稳定性,限制了生物膜法进一步推广应用。为有效解决该问题,本论文利用群体感应(Quorum sensing,QS)在调控微生物生物膜形成过程中的重要作用,通过外源添加QS信号分子3-oxo-C14-HSL探究对水产养殖移动床生物膜反应器(MBBR)启动及生物膜生长的影响。研究发现,外源添加3-oxo-C14-HSL可显著促进MBBR生物膜中氮代谢相关基因(如NapA/B、NorB/C、nirK/S和Hao等)和QS相关基因(包括lasI、traI/R、cviI、rpfF和luxR等)的表达,促进了生物膜群体感应信号分子和胞外多聚物的分泌,推动了反硝化功能菌的富集,加速了结构化生物膜的形成过程,并显著提升了生物膜的脱氮活性及结构稳定性,为提升水产养殖尾水的处理效率提供了一种有效的技术手段。