基于河流底泥为接种物的MFC阳极细菌群落结构多样性研究(2)

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图2-2 MFC运行电压变化折线图 5

图3-1 生物信息的分析流程图 6

图3-2 Illumina测序流程图 7

图4-1 多样性指数图 9

图4-2 稀释性曲线 9

图4-3 Shannon-Wiener曲线 11

图4-4 Rank-Abundance曲线 12

图4-5 PCA图 13

图4-6 样本聚类树与柱状图 14

图4-7 “门”水平下的群落结构柱状图 15

图4-8 “纲”水平下的群落结构柱状图 16

图4-9 “属”平下的群落结构柱状图 17

图4-10 “Venn”图 18

图4-11 “Heatmap” 19

表清单

表序号表名称页码

表1-1 磷酸缓冲液配方 4

表1-2 微量元素液成分表 4

表1-3 维生素液成分表 4

表2-1 原始序列统计表 7

表2-2 有效序列统计表 7

表2-3 修剪序列长度分布表 7

表2-4 统计样本表 8

1绪论：

MFC是一种以微生物氧化分解有机物为原动力产生电子，电子通过闭合电路产生电流的一种生物产电装置 [1-2]。 MFC可以在降解污染的同时又产生电能，这样即降低污染物处理的成本又可以作为一种非常理想的绿色能源。因而受到了许多科研人员的关注与研究[1-4]。

早在1912年，英国的植物学家Potter就提出了大肠杆菌（E.coli）可以在MFC系统中产出电能。在这个实验中Potter利用酵母菌和大肠杆菌进行实验，验证了MFC可以由微生物来产生电流。但在这些微生物电池中均需要电子介体的参与，大多数的电子介体都是有毒物质[5-6]。直到1999年，Kim等人发现了Shewanella这种无需电子介体的微生物从而解决了这个问题，但是其产电效率依旧很低[7]。随着近几年科研人员对MFC研究越来越多，人们对于目前的MFC产电效率和库伦效率低的原因也逐渐明了。影响MFC的主要因素包括微生物的种类和其菌落结构、温度、底物、接种物以及MFC的构造、电极材料等[8]。在MFC的结构方面，由以前的双室MFC发展为单室FMC。空气阴极单室微生物燃料电池是MFC的一次创新，它可以更好的与污水处理等实际问题相结合，具有以下优点[9-10]。第一，单室MFC中直接除去了曝气部分，用阴极直接暴露于空气中代替，从而使成本降低。第二，阴极的二次产物是水，无污染。第三，去掉质子交换膜，结构变得小巧，提高了产电效率，具有更好的竞争力和实际应用价值。后来，又有人对单室MFC进行了改造-管式MFC（Tubular microbial fuel cell TMFC）,其特点是电池反应腔内包含一个圆柱形的质子交换装置，圆筒的上下端有带孔的玻璃塞，以便于溶液从下面进入质子膜和从上面流出[11]。TMFC的优点是可以充分的混合菌液，提高产电量[12]。文献综述