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电活性微生物（Electroactive Microorganisms,EAMs）是一类能够将代谢产生的电子由呼吸链传递给胞外电子受体或利用胞外电子进行呼吸代谢的微生物,在重金属的还原方面具有广阔的应用前景。目前报导的EAMs数量仅占自然界的小部分,大多数为革兰氏阴性菌,由此导致了EAMs胞外电子传递机制单一的现象。因此,要想挖掘EAMs的多样性,拓宽胞外电子传递途径的广度,还需要将目标着眼于革兰氏阳性菌。但革兰氏阳性菌细胞壁厚且致密,导致电活性特征不明显,对其胞外电子传递途径的深入剖析成为众多研究者的一大挑战。如何提高革兰氏阳性菌胞外电子传递效率,挖掘其在实际应用方面的潜力,也是目前的一大难题。本文以玫瑰色考克氏菌（Kocuria rosea）为研究对象,利用电化学手段对其电活性进行检测,并探索其胞外电子传递方式;通过研究Kocuria rosea在电子穿梭体和表面活性剂的作用下电化学特征的变化,探索增强Kocuria rosea胞外电子传递效率的方法;通过与铀的相互作用,揭示电子传递效率的提高对Kocuria rosea转化铀的影响。主要结果如下:1)电化学结果证明了Kocuria rosea具有电活性特征。循环伏安曲线（CV）和脉冲伏安曲线（DPV）表明Kocuria rosea菌悬液中存在两种氧化还原反应:i)菌体利用细胞壁上的细胞色素C（c-Cyt）与电极进行直接电子传递;ii)利用分泌的核黄素（RF）与电极进行间接电子传递。电流时间（i-t）曲线表明Kocuria rosea在生长过程中会产生响应电流,电流值最高能达到4.4 mA。但相较于其它电活性微生物（EAMs）,Kocuria rosea产电能力太弱,电流密度仅能到达0.98 A/m2,远低于Geobacter anodireducens（2.1A/m2）和Geobacter sulfurreducens KN400（>2.6 A/m2）等革兰氏阴性菌。2)探讨了Kocuria rosea的胞外电子传递机制。结果表明,Kocuria rosea可以附着于生物电化学系统（BES）的阴极,在碳纸上大量生长形成致密的生物膜,且生物膜的氧化还原特征随着培养时间的增长逐渐显著。这表明Kocuria rosea可以通过直接接触的方式从阴极获得电子用于自身生长代谢。此外,Kocuria rosea的代谢物也展现了明显的氧化还原特征。三维荧光光谱（EEM）表明,代谢物中的荧光物质可能为还原型辅酶I（NADH）和核黄素（RF）,它们均可在呼吸链第一阶段传递电子,其中RF还能介导胞外电子的传递。结合从破碎的细胞中提取的辅酶I（NAD）和辅酶Q（CoQ）,进而推测Kocuria rosea的胞外电子传递路径为:NADH→FMN→Fe-S→CoQ。3)研究了电子穿梭体、表面活性剂及顺铂对Kocuria rosea胞外电子传递效率的增强效应。BES结果表明:RF和c-Cyt能够促进Kocuria rosea对阴极电子的利用,加速Kocuria rosea的繁殖速度。添加RF后的BES展现出了更强的氧化还原特性,还原峰峰电流相较于对照组（6.76μA和7.12μA）分别提高了39.1%和22.6%,氧化峰峰电流（9.15μA）较对照组（2.18μA）提高了319.7%。添加c-Cyt后的BES有相反的效果,还原峰峰电流由7.50μA降至2.34μA（约降低68.8%）,氧化峰峰电流则由2.78μA降至2.04μA（约降低26.6%）。这表明RF能够增强Kocuria rosea的胞外电子传递,但c-Cyt则减弱了Kocuria rosea与电极之间的电子传递。EEM结果表明:槐糖脂在不影响细胞形态的情况下增强了Kocuria rosea细胞膜的通透性,使分泌的腐植酸的荧光强度较对照组提高了20%。溶菌酶则通过破坏Kocuria rosea的细胞壁增加可溶性微生物副产物（SMP）的分泌。透性化后的Kocuria rosea分泌的胞外物质的电子传递速率较对照组分别提高了7.3%和3.58%,这说明细胞壁膜通透性的增强加快了Kocuria rosea的电子传递速率。顺铂能有效抑制Kocuria rosea的分裂,并使其伸长。普通细菌长度在0.5-1.0μm,在含有顺铂（1 mg/L）的培养体系中,Kocuria rosea表现出最大的伸长效率,长度在8-60 um范围内,细菌数量减少。处理过后的细菌及其胞外产物具有更强的电化学特征。推测Kocuria rosea可能以螺旋或者扭曲方式富集在电极上,能够为其提供更多的黏附空间,从而实现最大的电子转移。4)研究了Kocuria rosea胞外电子传递效率增强对转化铀的影响。其中,电子穿梭体能有效提高Kocuria rosea对U（VI）的转化效率。相比于对照组的还原率（49.9%）和去除率（19.79%）,0.1 mmol/L的RF和0.1 mmol/L的c-Cyt分别将Kocuria rosea对铀的去除率提高了20%和10.1%,还原率提高了14.84%和2.41%。说明RF和c-Cyt加快了Kocuria rosea与U（VI）之间的电子传递速率,从而提高了还原率和去除率。另外,表面活性剂对Kocuria rosea去除U（VI）的效率影响较低,但能有效提高其转化速率。Kocuria rosea分别经20 mg/L的槐糖脂和25 mg/L的溶菌酶处理后,铀在20 h的去除率较对照组（47.2%）分别提高了3.2%和0.8%;还原率较对照组（19.9%）仅分别提高了6.45%和1.35%,但在3.5 h的去除速率较对照组（13.43 mg/（L h））分别增强了18.84%和10.57%。这说明表面活性剂能促进更多氧化还原介体的分泌,从而提高U（VI）的还原速率。Kocuria rosea与铀相互作用之后的产物包含磷铵铀矿（（NH4）2（UO2）2（PO4）2?6H2O）、铀酰磷酸钠水合物（NaPUO6?3H2O）、铀酰磷酸钠（Na6（UO2）3（PO4）4）和氧化铀钙（CaUO3）4种物相,产物的形貌、物相结构等特征均不受电子穿梭体和表面活性剂的影响,但结晶度较对照组有所提高。综上,本文证明了玫瑰色考克氏菌具有电活性,但产电能力较革兰氏阴性菌弱。考克氏菌能利用电极电子促进自身生长代谢,而核黄素和细胞色素c介导了考克氏菌与电极之间的电子传递过程。电子穿梭体、表面活性剂以及顺铂对考克氏菌的胞外电子传递效率具有良好的促进效果,进而提高了考克氏菌对铀的还原能力,但产物特性不因此发生变化。本论文为微生物在重金属处理方面的应用提供了理论基础。