厌氧消化池产甲烷菌的筛选及特性研究

摘要：从厌氧消化池活性污泥中采集样品，利用特定培养基进行厌氧培养，分离筛选得到2株菌，分别编号为A、B.通过特定荧光反应检测鉴定A、B均为产甲烷菌.利用甲醇液体培养基对A、B两种菌株进行培养，20d后两株菌均产生甲烷，且通过自制气体收集装置测定其产气量发现，B菌株的产气量高于A菌株.关键词：厌氧消化池；产甲烷菌；筛选中图分类号：Q939.9文献标识码：A文章编号：1674-4942（2012）03-0295-05金映虹，黎佳媛，王锐萍，谢秀祯，黄循吟*（海南师范大学生命科学学院，海南海口571158）Abstract：TwostrainsofMethanogenwereisolatedfromanaerobicdigesterbyanaerobicculture,andidentifiedbythespecificfluoroscopy.TheyweremarkedasstrainAandstrainB.AgascollectorwasdesignedtocollectthemethanewhichwasproducedbystrainAorB.TheresultsshowedthatstrainAandBbothcouldproducegasafterabout20dayscultivationwithmethanolliquidmedium,andthegasproductionofBstrainwasmorethanAstrain’s.Keywords:anaerobicdigester；methanogen；screeningResearchonScreeningandPropertiesofMethanogenfromAnaerobicDigesterJINYinghong，LIJiayuan，WANGRuiping，XIEXiuzhen，HUANGXunyin*（CollegeofLifeScience，HainanNormalUniversity，Hhaikou571158，China）厌氧消化池产甲烷菌的筛选及特性研究第25卷第3期海南师范大学学报（自然科学版）Vol.25No.32012年9月JournalofHainanNormalUniversity（NaturalScience）Sep.2012沼气发酵是自然环境中极其典型，且又十分普遍的厌氧消化反应，是一种由多种不同种类的微生物交替联合作用来分解代谢各类有机质成分，从而不断产生沼气的反应过程.在沼气发酵的过程中，产甲烷菌作为核心沼气发酵微生物，不仅是一种能够利用有机或无机化合物通过厌氧发酵，从而将其转化成甲烷和二氧化碳的菌，而且产甲烷菌属于水生古细菌门（Euryarchaecta），能够在各种各样的自然环境中生存，例如人类的消化系统中、反刍动物的瘤胃中、湖泊、稻田或海底的沉积物中、盐池和热油层等极端自然环境中[1]，以及沼气反应装置和污泥消化等人造的环境中.虽然产甲烷菌形态极不相同，但是其生理功能却惊人的相似，即均能够产生甲烷气体.产甲烷菌作为自然界碳素循环中厌氧生物链中的最后一位成员，对其的研究能够帮助了解其发酵的过程，优化发酵条件，进而提高沼气的产量[2]，有利于大量生产这种可再生能源.人类于1899年开始对产甲烷菌进行研究.俄国著名微生物学家的奥姆良（B.L.Omelauskie）将微生物中能够厌氧分解纤维素的菌分为两类：一类是产甲烷细菌，后来被称为奥氏甲烷杆菌（Mel-hano⁃bacillusOmelauskii）；另一类是能够产生许多氢的细菌，后来被称为产氢产乙酸菌.1901年，孙根（Sohngen）对产甲烷菌的特征，以及产甲烷菌对物质的转化做了更加详细地研究[3-4].由于厌氧分离甲烷菌的设备和技术尚不完备，对奥氏甲烷菌所做的分离研究工作并未取得重大的进展[3]，直到20世纪70年代中期，产甲烷菌只有一个科，被称作甲烷杆菌科，并且分成三个属，九个种[4].1950年，科学家亨格特（Hungate）首次创造了严格无氧分离技术，这一技术对于甲烷菌的研究具有十分重要的意义[3].随后，人们从各种不同的厌氧生态环境中分离收稿日期:2012-06-28基金项目:海口市重点科技计划项目（2009030）*通讯作者得到的甲烷菌分为5个目，依次是甲烷球菌目（Methanococcales）、甲烷杆菌目（Methanobacteria⁃les）、甲烷超高温菌（Methanopyrales）、甲烷微菌目（Methanomicrobiales）和甲烷八叠球菌目（Methano⁃sarcinales）[5].1974年，生物学家Bryant第一次提出了产甲烷菌（Methanotrops）这一词，从而将之与以甲烷为能量来源的嗜甲烷菌（Methanotrophs）区