近日，我校生物工程学院翟丹丹副教授课题组在国际著名学术期刊《Chemical Engineering Journal》（影响因子IF=15.1，中科院1区，化学-工程领域TOP期刊）在线发表了题为“A rational designed synthetic three-species alliance system for synergetic improvement on power generation from microbial fuel cell ”的研究论文，我校为该论文的第一署名单位，生物工程学院硕士生韩俊莹是该论文的第一作者，翟丹丹副教授和江苏大学雍阳春教授为论文的共同通讯作者。
微生物燃料电池（MFC）是一种实用的电化学系统，不仅可以降解水污染物，还能通过微生物产生电能，是开发绿色能源、控制环境污染的重要技术。虽然MFC是绿色能源，但低功率发电是制约MFC实际应用的关键瓶颈问题。近年来，基因工程、电极修饰、混合系统等方法与技术多被用于改善MFC的产电性能。在这些技术方法中，使用混合系统是最简单、最直接的提高产电能力的手段。混合微生物燃料电池由于物种间的协同作用，其输出功率往往优于单一菌种燃料电池。通过优化设计，以产电模式菌希瓦菌（Shewanella oneidensis MR-1）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）构建三种菌联盟系统，在以葡萄糖为底物的MFC中，三菌联盟系统的最大功率密度达到207 mW/m2，比单一菌种接种的MFC提高了2~58倍。此外，该合成联盟系统可以利用广谱底物(乳糖、蔗糖、麦芽糖、阿拉伯糖、纤维素二糖)发电，并且具有较好的产电性能。电化学和代谢分析表明，这种合成联盟系统在电荷转移、底物利用和生物膜形成方面的协同增强是MFC性能提高的潜在机制。在该体系中，L. plantarum利用葡萄糖产生乳酸作为S. oneidensis MR-1的产电底物和电子供体，P. aeruginosa利用葡萄糖产生另一种电子穿梭体吩嗪类物质，也可以促进S. oneidensis MR-1生物膜的生长，帮助联盟系统更好地传递电子。研究展示了一种通过合理设计的合成细菌群落来提高MFC性能的新策略，为混菌体系产电微生物燃料电池的实际应用提供了技术指导，这将进一步为高性能人工菌群构建提供新思路。
翟丹丹副教授隶属我校生物转化与酶催化技术科技创新团队，团队立足工业生物技术，开发适用于工业化生产的菌株及酶制剂，着力研究大宗农产品的生物转化与精深加工技术及工程化应用，研究方向涉及生物电化学、合成生物学、营养与健康多个领域。近年来，团队成员加强校内外合作，勇于创新，积极进取，以我校为第一完成单位已在《Chemical engineering Journal》《Biomolecules》《Food and chemical toxicolog》等多个国际知名学术期刊上发表了系列重要成果，对助力我校“双一流”创建，推动相关学科内涵质量发展贡献力量。
（生物工程学院 文/翟丹丹 韩俊莹 审校/屈建航 余汉华 审核/胡元森）
