电化学活性微生物可以把通过底物代谢所获得的电子,以直接或间接的方式传递给胞外电子受体,从而实现污染物降解和金属回收等目的。因此,研究其胞外电子传递机制对能源转换、环境修复和生物技术应用等方面具有重要意义。本论文首先分离出一株具有电化学活性的阴沟肠杆菌SgZ-5T,并发现它能特异性还原贵金属钯（Pd）。在此基础上利用电化学、谱学、代谢组和转录组学等技术研究了SgZ-5T还原Pd（Ⅱ）的作用机制,得到的结论如下:（1）SgZ-5T能还原Pd（Ⅱ）并产生Pd纳米棒,但还原其他金属离子如金、银等的能力则较弱。与还原Pd（Ⅱ）前比较:电化学微分脉冲伏安曲线图显示SgZ-5T与Pd（Ⅱ）作用后表现出不同的电化学行为,其两对氧化还原峰电位发生明显的偏移;SgZ-5T细胞表面变得光滑,其外膜蛋白的特征红外谱峰发生明显的变化,CO₂红外谱峰的消失意味着其代谢方式的改变;气相色谱、高效液相色谱及其质谱数据结果显示SgZ-5T不仅可以分泌出氢醌,还可以在Pd（Ⅱ）的诱导下调节自身的代谢途径分泌出核黄素。此外,在含Pd（Ⅱ）的溶液中未检测到氢醌,本文猜测可能是它吸附在Pd纳米棒表面。（2）经代谢组和转录组学分析,SgZ-5T与Pd（Ⅱ）作用前比较,YqjG基因编码的谷胱甘肽-氢醌还原合成酶的表达量未发生显著的变化,使得SgZ-5T还原Pd（Ⅱ）后的氢醌的丰度也未发生显著的变化。另一方面,6-磷酸葡萄糖酸、核酮糖-5-磷酸、核糖-5-磷酸、果糖-6-磷酸和核黄素的丰度显著增加,表示Pd诱导了核黄素合成酶的产生,使得ribE基因编码的核黄素合成酶表达量显著上调。这些显著的差异再次证实了SgZ-5T在Pd（Ⅱ）的诱导下调节其代谢方式来回收贵金属Pd。（3）紫外可见光谱数据表明,通过添加3.33μM氢醌、3.33μM核黄素和3.33μM氢醌与3.33μM核黄素,Pd（Ⅱ）还原率分别提高了5%、5.5%和30%,证明了在双介体氢醌与核黄素的协同作用下,SgZ-5T能明显提高对Pd（Ⅱ）的回收效率。综上所述,本文研究了阴沟肠杆菌SgZ-5T利用双介体进行胞外电子传递来回收贵金属Pd的作用机制,发展和完善了电化学活性微生物胞外电子传递机制,这对于理解微生物还原金属过程及其生物地球化学过程具有重要意义。