近期，我校资环学院周顺桂教授团队连续在国际级权威期刊《The ISME Journal》《Environmental Science & Technology》和《Trends in Biotechnology》上发表“超高温堆肥”和“生物膜水伏技术”等系列研究成果。

研究成果1

以往传统认识高温堆肥过程的C-N等养分的转化主要由细菌和真菌等微生物驱动，关于噬菌体病毒是否影响参与养分循环未知。近日，周顺桂教授团队在微生物生态著名期刊《The ISME Journal》上发表题为“Mesophilic and thermophilic viruses are associated with nutrient cycling during hyperthermophilic composting”的研究论文。文章结合宏 基因组学和宏转录组学首次发现并证实了嗜热高温噬菌体参与超高温堆肥（HTC）过程中碳氮养分转化。本研究首次发现，噬菌体在HTC过程中与其宿主微生物动态耦联，裂解性噬菌体通过自上而下（top-down）的策略调控宿主细菌群落演替。其中，高温DNA噬菌体主要通过裂解作用调控嗜热菌群落结构，而常温噬菌体则通过表达大量与碳相关的辅助代谢基因（AMGs）介导有机物降解转化。本研究为理解噬菌体参与堆肥生态系统养分循环提供了新认识，为将来通过噬菌体调控生物技术处理环境问题提供科学依据。

福建农林大学资环学院廖汉鹏副教授为论文第一作者，周顺桂教授与赫尔辛基大学微生物系Ville-Petri  Friman教授为共同通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41396-023-01404-1。

研究成果2

微生物燃料电池（Microbial fuel cell, MFC）是一种以电活性微生物作为阳极催化剂将有机物中的化学能直接转化为电能的装置,在废水处理和新能源开发等领域具有广阔的应用前景，因而受到了研究者的广泛关注。在MFC运行过程中，电活性微生物通常在阳极上形成电活性生物膜(Electroactive biofilms, EABs),以高效催化底物氧化并释放电子。EABs作为MFC的核心部分,直接决定MFC的产电性能。因此，保持EABs的代谢活性是MFC持续正常运行的关键。

近日，周顺桂教授团队在环境领域著名期刊Environmental Science & Technology上在线发表了题为“Prophage Induction Causes Geobacter Electroactive Biofilm Decay”的研究论文。该论文首次揭示了G. sulfurreducens具有噬菌体，并证实了G. sulfurreducens电活性生物膜衰亡的真正原因是受噬菌体攻击。该研究为理解噬菌体与电活性微生物互作提供了第一个实验证据，为实现微生物电化学系统长期高效运行提供了技术方案。

福建农林大学资环学院刘星教授为论文第一作者，周顺桂教授为唯一通讯作者。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c08443。 

研究成果3

可再生清洁能源（如风能、太阳能和水能等）已广泛应用于产电工业，但这些能源的利用受实际环境条件的限制较大。众所周知，水吸收了地球表面接收到的近70%的太阳能，其中约一半的能量随蒸发过程损失。环境中的水蕴含了巨大的能量，水伏产电（Hydrovoltaic Electricity Generation简称HEG）技术可以利用储存在水中的潜热产生电能。然而，传统的HEG材料和器件由于制造过程复杂、成本高、环境兼容性和可再生性受限等问题，构建高性能、可持续的HEG体系仍然极具挑战。

近日，周顺桂教授团队受邀在Cell旗下国际顶级期刊《Trends in Biotechnology》（IF=21.942）上发表题为“Microbial biofilm-based hydrovoltaic technology”的综述论文。本文重点介绍了微生物膜水伏产电技术的最新进展，阐述了微生物膜水伏产电体系的现象、性能和原理。在全球碳中和的背景下，微生物膜水伏产电技术有望发展成为一项颠覆性的绿色新能源技术。福建农林大学资环学院吕健教授为论文第一作者，周顺桂教授为唯一通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41396-023-01404-1。

以上研究，得到了岭南现代农业科学与技术广东省实验室（NT2021010）、国家自然科学基金区域创新发展联合基金（U21A20295）、国家自然科学基金面上项目（42277357，41925028）和福建省杰出自然基金项目（2022J06016），中国博士后科学基金项目（2022M710698）和福建省自然科学基金项目（2022J01154）等项目资助。

本文链接：https://www.fafu.edu.cn/2023/0418/c132a76950/page.htm