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本研究从水稻土中采集土样,并将土样接种在三电极体系的生物反应器中,利用恒电位仪提供稳定电势,经过长时间的运行,直至电极上生长出一层肉眼可见的较厚的生物膜。以此生物膜为研究对象,多次富集、驯化、培养、分离,最后得到一株产电能力较强的菌株,命名为CL-1,并对其进行了一系列研究。对分离的产电菌进行观察和分子鉴定,经16S rDNA测序鉴定结果得出菌株CL-1与Geobacter sulfurreducens subsp.ethanolicus OSK2A亲缘性最高,为98.5%。菌株CL-1为革兰氏阴性杆菌,菌落呈现乳白色,表面光滑,形态较小,在液体培养基中为粉红色。对附着在电极上的微生物膜进行扫描电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜观察测试,得到产电菌个体形态为杆状,电极上生物膜厚度大约为30μm。通过对菌株CL-1的生长曲线、最适生长温度、最适pH、耐盐度及碳源利用情况等相关生理生化性质进行研究,从而优化培养以及产电实验的运行条件。结果显示,菌株CL-1最适生长温度为37°C,最适生长pH 8.0,能在浓度为1%的NaCl溶液中生长,为严格的厌氧型微生物,仅可利用乙酸钠和乙醇两种底物作为碳源。利用三电极反应器装置以及微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)装置,对菌株CL-1分别利用乙醇和乙酸钠为底物时进行产电能力测试,在三电极反应器中,菌株CL-1利用乙酸钠产电得到的最大电流密度为900μA/cm~2,利用乙醇产电得到的最大电流密度为750μA/cm~2,同时菌株CL-1分别利用两种底物在阳极上进行附着、生长,当达到最大电流时,对其电极生物膜上的生物量进行分析,发现菌株CL-1利用乙醇产电较低但是生物膜蛋白含量要高于利用乙酸钠时富集在电极上的生物膜的蛋白含量;另外,通过构建H型双室MFC,运行多个周期,并在输出电压达到最大值时,测量极化曲线,得到菌株CL-1利用乙酸钠时电池最大功率密度800 mW/m~2,最大电流密度为2 A/m~2,内阻约为500Ω。利用乙醇最大输出功率为350 mW/m~2,最大电流密度为0.78 A/m~2,内阻约为700Ω。因此,菌株CL-1产电最适底物为乙酸钠,且电流密度和功率密度都要高于已报道的在同样运行条件时模式菌G.sulfurreducens的数值。对菌株CL-1产电机理进行初步探索研究,以导电玻璃(Indium tin oxide coated glass,ITO)为工作电极,构建三电极体系生物反应器,对不同时期附着在工作电极的生物膜进行分析,当电势从0.3 V逐步变化到-0.6 V时进行光谱信号扫描,通过光谱吸收峰在不同电势下的变化情况,判断生物膜中为电子传递起到主要作用的物质为细胞色素c,细胞色素c氧化还原反应主要发生在电势-0.3 V–-0.6 V。本研究对于筛选产电菌、丰富产电菌的种类和多样性及提升MFC的产电能力探索产电菌产电机理具有一定的指导意义。