近期,商達公用省級院士工作站鄭展望教授團隊在低溫環(huán)境微生物EEM菌種資源研發(fā)與應用方面取得重要進展,相關成果以研究論文形式發(fā)表在高水平SCI TOP期刊《Frontiers in Microbiology》(IF=5.2),研究成果以 “Nitrogen removal capability and mechanism of a novel low-temperature-tolerant simultaneous nitrification-denitrification bacterium Acinetobacter kyonggiensis AKD4”正式發(fā)表。
隨著我國工農業(yè)發(fā)展速度的不斷加快,大量的含氮污染物被排放到水體中,引起水體富營養(yǎng)化,從而給環(huán)境造成極大危害,而生物脫氮是污水處理中的一個重要環(huán)節(jié)。但是生物脫氮過程對環(huán)境條件非常敏感,特別是溫度的變化,低溫會顯著影響微生物細胞內酶的活性,從而降低微生物的生長速率和代謝效率。
迄今為止,大多數已報道的在廢水處理系統(tǒng)中具有應用潛力的同步硝化-反硝化細菌是中溫細菌,其最佳反硝化溫度范圍通常在20-37℃之間,并且菌株幾乎不能在10℃下生長。這導致在低溫環(huán)境下設施漁業(yè)和農村污水處理存在脫氮效果差、出水水質難以達標的問題。

針對上述問題,本研究團隊分離并鑒定了一株鑒耐低溫同步硝化-反硝化細菌Acinetobacter kyonggiensis AKD4。在10℃和30℃下,總氮(TN)的去除率分別為92.45%和87.51%,具有良好的耐低溫性。并利用轉錄組技術分析揭示了低溫脅迫下可能的代謝機制。與在30℃培養(yǎng)下相比,參與細胞生長的基因,包括ATP合成酶(atpADGH)、氨基酸(glyA、dctA和ilvE)和TCA循環(huán)代謝(gltA、fumC和mdh)在10℃下顯著上調1.05 - 3.44倍,表明它們的作用增強了低溫下的生存能力。與氮同化(glnAE、gltBD和gdhA)、氮代謝調節(jié)(ntrC、glnB和glnD)和反硝化過程(napA)相關的基因表達量在10℃下增加了1.01 - 4.38倍,這可能是細菌在低溫下高效脫氮的原因??偟膩碚f,該研究為我國低溫條件下設施漁業(yè)和農村污水高效處理提供了新的菌種資源,并增強了對同步硝化和反硝化過程的耐低溫機制的理解。近年來,浙江商達公用集團依托省級院士工作站、浙江農村環(huán)境研究所與浙江農林大學建立聯合實驗室,以微生物技術與工藝為核心,在高效微生物菌種資源庫構建、菌種強化技術、菌包產品、發(fā)酵強化工藝、循環(huán)養(yǎng)殖水處理菌劑等技術研發(fā)方向取得了豐碩成果,商達已經測試了十萬余株環(huán)境微生物(全國不同地理區(qū)域上千種不同條件的環(huán)境樣品),建立了一批性能優(yōu)異、種類齊全的環(huán)境處理專用EEM菌種質資源庫(保藏3000多種菌種,覆蓋脫氮菌、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌、除油菌、有機物降解菌、低溫菌、高鹽堿耐受菌、土壤修復菌劑、植物調理菌劑等系列品種)。已形成能滿足處理各種環(huán)境條件應用的特色環(huán)境微生物菌種保藏資源庫,部分被中國典型培養(yǎng)物保藏中心保藏?;谝陨涎芯砍晒?,已發(fā)表高水平研究論文10篇,共獲得12項專利授權,其中包含發(fā)明專利6項,實用新型專利4項;承擔了包括國家自然基金、科技部惠民計劃、浙江省重大等12項科研項目。