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近日，我校資源與環(huán)境學(xué)院周順桂教授團(tuán)隊(duì)分別在《Nature Communications》（1區(qū)，IF=17.694）和《Angewandte Chemie International Edition》（1區(qū)，IF=16.823）發(fā)表了微生物光電產(chǎn)甲烷研究的系列成果。1
微生物光電產(chǎn)甲烷是一種新型的微生物產(chǎn)甲烷模式，即產(chǎn)甲烷菌利用半導(dǎo)體（礦物）等光活性物質(zhì)產(chǎn)生的還原力（光生電子、氫氣等）進(jìn)行自養(yǎng)代謝產(chǎn)甲烷。其中，生物-無(wú)機(jī)界面是微生物光電產(chǎn)甲烷的核心。然而目前，關(guān)于界面電子/質(zhì)子傳遞及其能量轉(zhuǎn)移機(jī)制尚缺乏深入研究。周順桂教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》發(fā)表題為“Solar-driven methanogenesis with ultrahigh selectivity by turning down H2 production at biotic-abiotic interface”的研究論文。該研究通過構(gòu)建Methanosarcina barkeri (M. b)-NiCu@CdS微生物光電化學(xué)產(chǎn)甲烷系統(tǒng)，首次證實(shí)雙活性位點(diǎn)能夠調(diào)控界面產(chǎn)氫并通過M. b胞外和胞內(nèi)的氫循環(huán)促進(jìn)甲烷生成。相關(guān)研究成果突破了微生物光電產(chǎn)甲烷以氫氣作為主要電子供體的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)局限，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)產(chǎn)甲烷菌的能量利用和轉(zhuǎn)化過程具有重要意義。
微生物光電產(chǎn)甲烷：生物-無(wú)機(jī)界面產(chǎn)氫調(diào)控驅(qū)動(dòng)超高選擇性產(chǎn)甲烷
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犧牲試劑是微生物光電產(chǎn)甲烷不可缺少的電子供體，驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的持續(xù)高效進(jìn)行。然而目前，對(duì)于微生物光電產(chǎn)甲烷犧牲試劑的研究還處于初步階段，特別是尋找新型廉價(jià)易得的犧牲試劑以替代傳統(tǒng)昂貴的化學(xué)犧牲試劑，是微生物光電產(chǎn)甲烷研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)。周順桂教授團(tuán)隊(duì)在《Angewandte Chemie International Edition》發(fā)表題為“Sustainable Conversion of Microplastics to Methane with Ultrahigh Selectivity by Biotic-Abiotic Hybrid Photocatalytic System”的研究論文。該研究通過產(chǎn)甲烷菌模式菌株Methanosarcina barkeri（M. b）和聚合氮化碳（CDPCN）構(gòu)建了M. b-CDPCN光電產(chǎn)甲烷，首次證實(shí)微塑料能夠作為微生物光電產(chǎn)甲烷的犧牲試劑，有效實(shí)現(xiàn)微塑料的高效甲烷化。相關(guān)研究成果拓展了微生物光電產(chǎn)甲烷的科學(xué)內(nèi)涵，也為環(huán)境廢棄物的資源化再利用提供了新的途徑和思路。
微生物光電產(chǎn)甲烷：實(shí)現(xiàn)微塑料高選擇性甲烷化
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以上研究成果福建農(nóng)林大學(xué)為第一完成單位，葉捷副教授為第一作者，福建農(nóng)林大學(xué)周順桂教授和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)熊宇杰教授為共同通訊作者。相關(guān)研究得到了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金（41925028、21725102）、國(guó)家自然科學(xué)基金（42177206）和福建省自然科學(xué)基金會(huì)（2020J06017）的資助。
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-34423-1
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202213244
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來(lái)源：資源與環(huán)境學(xué)院
封面：廖喆儀
本期編輯：福建農(nóng)林大學(xué)融媒體中心
責(zé)任編輯：卞麗媛
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