谷氨酸棒状杆菌WN1高效异养硝化好氧反硝化脱氮特性及其对高游离氨胁迫的耐受机制研究

本研究首次报道了谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)WN1菌株的异养硝化好氧反硝化(HNAD)性能。该菌株在高达710 mg/L的游离氨(FA)条件下仍能保持良好生长和脱氮效率，通过同位素标记证实其直接将NH4+-N转化为N2（>99.9%），且62.44%的氮被同化为生物量。转录组分析揭示了其独特的氮代谢途径(NH4+→NH2OH→N2)和三羧酸循环(TCA)等碳代谢通路的协同调控机制，为高氨氮有机废水处理提供了新思路。

　　

Highlight亮点

本研究首次报道了谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)WN1菌株展现出的卓越异养硝化好氧反硝化(HNAD)性能。这个"氨氮克星"能在高达710 mg/L的游离氨(FA)环境下快乐生长并高效脱氮，打破了现有菌株的耐受极限！

Characteristics under elevated FA levels 高游离氨水平下的特性

当初始NH₄⁺-N浓度在200-2800 mg/L（对应FA水平51-710 mg/L）范围内时，WN1菌株展现出令人惊艳的适应能力。就像个"氨氮清道夫"，它能高效降解所有测试组的铵盐，全程不产生亚硝酸盐或硝酸盐积累。总氮(TN)浓度曲线与NH₄⁺-N高度吻合，暗示着一条"超短程"脱氮路径的存在。

Conclusion结论

这项研究鉴定了一株具有超高FA耐受力的WN1菌株，首次揭示了谷氨酸棒状杆菌的HNAD性能。这个"环境工程师"通过其厚实的革兰氏阳性细胞壁、高达62.44%的氮同化率，以及代谢活跃的氮代谢通路，为处理高氨氮有机废水提供了全新解决方案。更妙的是，它还能聪明地协调碳代谢通路来应对氨胁迫，堪称微生物界的" multitasking大师"！