铁阳极脉冲电场强化好氧反硝化菌脱氮效能：分子机制与电子传递路径解析

本文构建铁阳极脉冲电场（PEF-Fe）强化恶臭假单胞菌W207-14的好氧反硝化过程，通过单因素与响应面法优化培养条件，实现8小时内OD600达1.74，COD与NO3--N去除率分别达99%与98%。分子生物学分析揭示PEF-Fe系统通过调控碳氮代谢通路与电子传递链，促进菌体生长并上调关键基因表达，为高效微生物脱氮技术提供新策略。

　　

亮点

化学试剂与材料

本研究使用KNO₃、丁二酸钠（C₄H₄Na₂O₄）、磷酸氢二钾（K₂HPO₄）等配制反硝化液体培养基，以葡萄糖、乙酸钠等为唯一碳源，KNO₃为唯一氮源。电极采用高纯度铁材，所有试剂均未进一步纯化。

好氧反硝化菌的筛选与鉴定

如图1(a)所示，15株好氧反硝化菌的反硝化性能差异显著，9株菌在48小时内化学需氧量（COD）去除率超90%，其中3株菌的硝酸盐氮（NO₃^--N）去除效率突破80%。综合菌株生长状况，最终优选代谢活力最强的W207-14菌株，其COD去除率达97%，NO₃^--N去除率达81%。

结论

基于脉冲电场强化技术构建的PEF-Fe处理系统，显著提升了菌株W207-14的生长速率、酶活性及代谢通路效率。通过单因素分析与响应面法（RSM）优化培养参数后，PEF-Fe系统在8小时内实现菌液吸光度（OD₆₀₀）峰值1.74，硝酸盐氮去除率高达98%，分子机制研究表明该系统通过激活碳氮代谢关键基因与电子传递链，推动微生物脱氮进程的全面增效。