产甲烷菌在厌氧消化中的应用研究进展_林代炎 - 副本

产甲烷菌在厌氧消化中的应用研究进展林代炎1,林新坚2,杨菁1,叶美锋1(1.福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建福州350003;2.福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建福州350013)收稿日期:2007-07-26初稿;2007-12-21修改稿作者简介:林代炎(1963-),男,研究员,主要从事有机废弃物农业资源化利用研究(E-mail:lindaiyan@126.com)。基金项目:福建省环保专项基金(1576);福建省财政专项(STIF-Y01)摘要:简述了产甲烷菌研究史,分析了厌氧消化领域研究进展以及产甲烷菌代谢机理和生理生化特征的关系。关键词:厌氧消化;产甲烷菌;厌氧反应器中图分类号:X703文献标识码:AAdvanceinutilizationofmethanobacteriaforanaerobicdigestionstudiesLINDai-yan1,LINXin-jian2,YANGJing1,YEMei-feng1(1.AriculturalEngineeringInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fujian350003,China;2.SoilandFertilizerInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fujian350013,China)Abstract:Thisarticlebrieflyintroducestheprogressinusingmethanobacteriaforanaerobicdigestionstudies.Ital-soanalyzestherelationshipbetweentheresearchdevelopmentinanaerobicdigestionandthemetabolicmechanismandthephysiologicalandbiochemicalcharacteristicsofmethanobacteria.Keywords:anaerobicdigestion;methanogensbacteria;anaerobicreactor随着人们认识到厌氧发酵技术在污水处理及生产沼气能源等方面的突出优势,对产甲烷菌在厌氧消化中的研究也越来越重视。厌氧发酵是极为复杂的生物过程,在参与反应的众多微生物中,产甲烷菌的优劣、密度以及它的生长环境条件是影响厌氧消化效率和甲烷产量的重要因素,因此,对产甲烷菌的代谢机理及生理生化特征,以及在厌氧消化过程中为产甲烷菌创造有利环境条件方面的研究成为该领域的重点。本文简述了产甲烷菌的研究历史,并分析了厌氧消化系统应用领域研究的快速发展与产甲烷菌代谢机理、生理生化特征研究进展的密切关系,望能为产甲烷菌在污水处理工程中发挥更大作用提供参考。1产甲烷菌研究历史产甲烷菌的研究开始于1899年,当时俄国的微生物学家奥姆良斯基将厌氧分解纤维素的微生物分为两类,一类是产氢的细菌,后来称为产氢、产乙酸菌,另一类是产甲烷菌,后来称奥氏甲烷杆菌(Methanobacillusomelauskii)。由于研究条件的限制,1950年,Hungate创造了无氧分离技术才使产甲烷菌的研究得到了迅速的发展[1-2]。由于产甲烷菌是严格的厌氧菌,对其研究需要较高的技术手段,据《伯杰细菌鉴定手册》第8版记载,到20世纪70年代中期,产甲烷菌只有1个科(甲烷杆菌科),分3个属、9个种。随着研究手段的发展以及人们对产甲烷菌的关注,据杨秀山等1991年报道,美国奥斯冈(Oregon)产甲烷菌保藏中心当时收藏的产甲烷菌有215株分属于3目、6科、55种,可能是当时最完备的目录[3]。从系统发育来看,到目前为止,产甲烷菌分成5个目,分别为甲烷杆菌目(Methanohacteriales)、甲烷球菌目(Methanococcales)、甲烷八叠球菌目(Methano-sarcinales)、甲烷微菌目(Methanomicrobiales)和甲烷超高温菌目(Methanopyrales)[4],分离鉴定的产甲烷菌已有200多种[5]。在产甲烷菌分类方面,随着分子生物学的发展,人们利用不同物种间small-subunitribosomalRNA的同源性进行分类取得了较为满意的结果;1996年伊利诺伊大学完成了第1个产甲烷菌福建农业学报23(1):106～110,2008FujianJournalofAgriculturalSciences文章编号:1008-0384(2008)01-0106-05DOI:10.19303/j.issn.1008-0384.2008.01.022Methanococcusjannaschi