2024年12月18日,应兰州大学泛第三极环境中心邀请,福建农林大学副校长兼资源与环境学院院长、二级特聘教授周顺桂进行了题为“压电微生物学初探”的专题讲座。讲座由刘勇勤教授主持,采用线下线上结合的方式进行。
周顺桂教授从“压电微生物”这一全新概念出发,阐述了力学效应如何塑造生命过程。他指出,自然界中压电材料通过受压导致的机械形变能够产生微弱的压电效应释放电子,这种能量形式是否能被微生物利用尚属未解之谜。基于这一设想,研究团队提出了一个大胆的假设:压电材料能否通过力作用为微生物提供能量,从而驱动其代谢活动?
周顺桂教授团队构建了微生物与压电材料(如钛酸钡纳米颗粒)的复合体系,开展了一系列实验。在实验中,将这些压电材料作为“微生物铠甲”置于摇床中模拟压力环境,并观察其代谢效应和生物量变化。结果显示,这些微生物能够通过压电材料释放的电子完成代谢活动,表现出令人惊讶的高效性。
此外,周顺桂教授团队还采用同位素标记技术追踪了微生物对二氧化碳、硝酸盐等化学物质的氧化还原过程,并通过宏转录组解析了与电子传递和氧化还原相关的基因表达模式,初步证实了压电材料在微生物参与的氧化还原反应中的实际效用。研究团队进一步探讨了压电微生物在废水处理和环境修复中的应用可能。他们提出,通过对压电材料施加搅拌等机械压力,释放的电子可以参与到微生物利用废水中污染物的氧化还原反应中,并显著提高污染物的降解效率,为传统废水处理技术提供新思路。
周顺桂教授团队的研究不仅开辟了压电材料在微生物学中的新应用,还为微生物氧化还原过程的研究注入了新的动力学视角。周教授表示未来研究将致力于建立压电材料性能的标准体系,进一步揭示微生物如何利用压电效应完成物质能量转换,进而推动这一领域的发展。
该报告引起了老师和同学们的浓厚兴趣,大家积极与周老师进行探讨交流,让大家收获了很多知识,会议在中心师生们的热烈掌声中圆满结束。