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微生物电解池提升甲烷转化率的代谢通量分析及作用机制研究
结题报告
批准号:
21968038
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
42.0 万元
负责人:
李建昌
依托单位:
学科分类:
生物质转化与轻工制造
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李建昌
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中文摘要
针对电化学厌氧消化(EAD)中微生物电解池(MEC)的作用机制认识不足的问题,本项目首先在EAD混合培养体系中引入代谢通量分析,利用代谢通量分析软件(CellNetAnalyzer)辅助,构建EAD代谢网络及计量矩阵分析模型,并通过实验加以验证和调整;其次采用代谢通量分析、微生物分析和酶活分析三者相结合的方法,研究电化学参数扰动对EAD代谢网络中各代谢途径的代谢通量分布、相关微生物和相关酶活的影响,明确各代谢途径中物质流向及流量的变化特点、关键代谢节点处微生物的变化特征和相关酶活的变化规律,以及三者之间的联系;最后分别从化学计量学、微生物学和酶学的角度,阐明EAD的代谢途径和MEC的作用机制,从而对MEC的引入之所以能够有效地促进厌氧消化提高甲烷转化率给出一个合理的阐释,为EAD生产高品质生物天然气的代谢工程设计提供理论依据和调控方法。
英文摘要
Considering the lack-understanding of mechanisms of microbial electrolysis cell (MEC) in electrochemically anaerobic digestion (EAD), this project will firstly introduce metabolic flux analysis (MFA) into a mixed culture system to construct the metabolic network and metrological matrix analysis model of EAD by using the metabolic flux analysis software (CellNet Analyzer), and then the metabolic network and metrological matrix analysis model of EAD were verified and adjusted by experiments. Secondly, metabolic flux analysis, microbial analysis and enzyme activity analysis was used to investigate the effect of electrochemical parameters on the distribution of metabolic flux, related microorganisms and the related enzyme activities in EAD metabolic network, to clarify the changing characteristics of material flow direction and flow rate in various metabolic pathways, the changing features of microorganisms and the changing laws of enzyme activity at key metabolic nodes, as well as the relationship of them. Finally, the metabolic pathway of EAD and the mechanism of MEC will be illuminated from the view of chemometrics, microbiology and enzymology, respectively, to explain the MEC function of promoting anaerobic digestion and increasing methane conversion. It also provides a theoretical basis and regulation method for producing high quality biogas through metabolic engineering design of EAD.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2022
期刊:生物工程学报
影响因子:--
作者:刘洪周;杨思霞;王楠;刘海波;李建昌
通讯作者:李建昌
DOI:--
发表时间:2022
期刊:现代化工
影响因子:--
作者:刘洪周;杨思霞;刘海波;王楠;李建昌
通讯作者:李建昌
DOI:--
发表时间:2022
期刊:化纤与纺织技术
影响因子:--
作者:王 楠;刘海波;刘洪周;陈铁柱;候凯龙;李建昌
通讯作者:李建昌
DOI:--
发表时间:2022
期刊:化工学报
影响因子:--
作者:刘海波;王楠;刘洪周;陈铁柱;李建昌
通讯作者:李建昌
DOI:10.1016/j.chemosphere.2023.138492
发表时间:2023-03
期刊:Chemosphere
影响因子:8.8
作者:Nan Wang;Yutong Yang;Kunde Xu;Xiangang Long;Yurui Zhang;Hong-zhou Liu;Tiezhu Chen;Jian-chang Li
通讯作者:Nan Wang;Yutong Yang;Kunde Xu;Xiangang Long;Yurui Zhang;Hong-zhou Liu;Tiezhu Chen;Jian-chang Li
外源电解协助构建微生物电解池阳极电活性微生物膜的研究
  • 批准号:
    21463029
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    52.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李建昌
  • 依托单位:
国内基金
海外基金