近日，我院师生在Environmental Chemistry Letters杂志 (2023影响因子15)上在线发表最新综述论文“Direct interspecies electron transfer for environmental treatment and chemical electrosynthesis: A review”。江苏大学为第一完成单位，本院教师方真为第一作者和通讯作者，本院生物质能源研究院雍阳春研究员为共同通讯作者，中国科学院烟台海岸带研究所肖雷雷副研究员为参与作者。

直接种间电子转移（DIET）是指微生物电互营共生过程中依赖于供电子菌株和受电子菌株之间的直接电子转移，从而帮助细菌在恶劣环境中生存的关键行为。研究发现微生物电互营可以实现低碳氮比废水中90%的硝酸盐去除，减少污水处理过程中50%以上的甲烷排放，其中DIET起着至关重要的作用。虽然直接的种间电子转移在促进地球化学循环和环境修复方面具有巨大的潜力，但其电子传递过程在实际应用中并不可控，主要原因是对直接种间电子转移机制的理解有限。

在本篇综述论文中，详细回顾了微生物电互营共生过程中的自然界种间电子转移案例和“人工设计”的种间电子转移最新案例，其中电活性细菌（如产甲烷菌、地杆菌属和光合细菌）的实验室共培养（即人工DIET模式）是深入探索DIET机制的绝佳案例。研究发现，导电蛋白质、纳米材料或光辅助电子转移途径有助于DIET，是主导高效微生物电子转移的基本途径。本文还综述了DIET的自然证据和环境意义。结果表明，微生物通过直接种间电子转移进行电合成是自然界甲烷产生、烷烃氧化和地球化学循环的主要贡献。电活性细菌与产甲烷菌之间DIET所产生的甲烷不仅是一种重要的生物燃料，也是一种对环境构成巨大威胁的潜在温室气体。因此，可以通过具有电合成能力的人工DIET模式来开发新的应用（如：甲烷氧化、污染物去除和化学电合成），DIET主导的微生物共生将具有非常光明的应用前景。该综述有望为甲烷氧化、地球化学循环、环境修复、化学电合成和储能等新型微生物共生模型的开发工作指明方向。该研究成果得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1007/s10311-024-01774-8