论文标题： Chain Elongation Using Native Soil Inocula: Exceptional n-Caproate Biosynthesis Performance and Microbial Mechanisms

期刊：Engineering

作者：邓琳, 吕杨, 蓝天, 吴清莲, 任韦同, 王华哲, 倪丙杰, 郭婉茜

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.10.017

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哈尔滨工业大学郭婉茜研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2024年8月刊发表“Chain Elongation Using Native Soil Inocula: Exceptional n-Caproate Biosynthesis Performance and Microbial Mechanisms”（原生土壤的碳链延长过程——高效的正己酸生物合成性能及微生物机制）一文，证明了原生土壤作为天然接种微生物源利用碳链延长（chain elongation，CE）途径合成正己酸的可行性及有效性，这为探究土壤的厌氧过程提供了新的视角。文章选用了5种类型的土壤进行CE试验，结果表明，在高浓度乙醇和乙酸培养条件下，所有供测试的原生土壤均表现了不同的CE活性，这代表其可能作为用于正己酸生产的理想的微生物来源。结果表明，同接种厌氧污泥和窖泥相比，原生土壤CE体系表现出更高的正己酸选择度（60.53%）、特异性（82.32%）、碳分布（60.00%）、电子转移效率（165.00%）和电导率（0.59 ms•cm⁻¹）。动力学分析进一步证明了土壤CE在缩短迟滞期和提高产量的优势。微生物分析则证明了Pseudomonas、Azotobacter、Clostridium和正己酸产量之间的正相关关系。此外，宏基因组学通过分析功能基因在关键微生物中的高丰度值表达，洞悉了土壤微生物源在合成正己酸的相关途径中的关键作用，包括CO₂的原位利用、乙醇氧化、脂肪酸生物合成（FAB）和逆β氧化（RBO）。其中，FAB和RBO中的功能单元与Pseudomonas、Clostridium、Rhodococcus、Stenotrophomonas和Geobacter等具有相关性，这表明此类微生物属可能参与或协同作用于土壤中的CE过程。综上所述，这种创新的接种策略为正己酸生产提供了高效的微生物来源，指出了在厌氧土壤微生态学中考虑CE活性的重要性，并在探究土壤微生物在经济和环境效益方面具有潜在作用。

图. 正己酸的微生物合成过程及其代谢相关功能基因和酶。

关键词：

土壤 ; 碳链延长 ; 正己酸 ; 逆β氧化 ; 脂肪酸生物合成 ; 宏基因组学

开放获取论文全文：

https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.10.017

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