Effects of graphite and Mn ore media on electro-active bacteria enrichment and fate of antibiotic and corresponding resistance gene in up flow microbial fuel cell constructed wetland

HuaLi，HanXu，Yu-LiYang，Xiao-LiYang，YouWu，ShuaiZhang，Hai-LiangSong

期刊：Water research  IF:11.236

作者单位：东南大学 能源与环境学院

亮点

•电活性细菌Geobacter在锰矿石阳极上大大富集。

•PICRUSt预测的产甲烷菌功能基因在锰矿石阳极上减少。

•在UCW-MFC（Mn）中获得更高的COD去除和发电性能。

•ARG及其宿主从水相向底物的迁移减少了ARG

文章摘要

  本研究评估了基质类型对石墨和锰矿石电极基质上流微生物燃料电池人工湿地（UCW-MFC）污染物去除，抗生素抗性基因（ARG）命运和细菌群落演变的影响。在Mn矿石建造的UCW-MFC（Mn）中实现了更好的COD去除和更高的细菌群落多样性和发电性能。然而，在石墨构建的UCW-MFC（s）中的流出物中获得较低浓度的磺胺嘧啶（SDZ）和ARG的总丰度，这可能与较高的石墨吸附和过滤容量有关。值得注意的是，两个反应器都可以去除超过97.8%的环丙沙星。此外，在SDZ，COD浓度，ARG丰度和细菌a-多样性指数之间观察到显着的负相关。LEfse分析显示，由于两个反应器中的底物差异，细菌群落显着不同，典型的模型电活性细菌（EAB）Geobacter在UCW-MFC（Mn）的阳极上大大富集。相反，产甲烷菌（Methanosaeta）的相对丰度受到抑制。PICRUSt分析结果进一步表明，细胞外电子转移相关功能基因的丰度增加，但UCW-MFC（Mn）阳极中的产甲烷菌功能基因和多种抗生素抗性基因减少。冗余分析表明，底物类型，抗生素积累和细菌群落是影响ARG的主要因素。此外，通过网络分析揭示了潜在的ARG宿主以及ARG和intI1的共存。

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