产电微生物Shewanella oneidensis离子束高效诱变及高通量筛选的研究

微生物燃料电池（MFC）是一种新型的废水处理技术，已成为国际环境、能源和生物领域的研究热点。但是目前MFC距离实际应用还有较大的差距，而其中阳极微生物自身的产电能力较低成为其发展中的一个关键瓶颈，严重制约着MFC的输出功率和总体效能。本青年项目课题针对目前微生物燃料电池输出功率低的问题，从产电微生物菌种的改良角度入手，以模式产电微生物Shewanella oneidensis MR-1野生型及其21株基因工程菌株为研究对象，从MFC构建、菌种诱变及高通量筛选等三个方面展开研究。通过电极材料修饰、生物阴极以及阳极碳源的利用等方法提高MFC运行效能；证实了S. oneidensis MR-1的产电能力和其对染料污染物的降解能力紧密相关，从而建立了以染料脱色效能筛选产电突变菌株的高效评估体系；并在此基础上对离子束诱变和化学诱变等方法得到的突变菌株进行高效筛选，从而发展出一种针对产电微生物的高效改良新途径，并通过这一“高效诱变-高通量筛选”的集成育种技术，提高产电微生物的产电能力。该项研究的成果将能够为MFC性能的改善和可能的工业化应用提供新的思路和方法。