添加蔗糖对苜蓿青贮中古生菌和甲烷产生菌群的影响

采用宏基因组测序技术研究了不添加蔗糖(对照)和添加2%蔗糖对高水分紫花苜蓿青贮中古生菌和甲烷产生菌群的影响。结果表明:对照发酵品质较差,添加蔗糖显著增加了乳酸含量(P<0.05),改善青贮品质。氨氧化古菌是苜蓿原料上最丰富的古生菌种,马氏甲烷八叠球菌和氨氧化古菌分别是对照和蔗糖处理的优势种。基因phnJ是苜蓿青贮中甲烷合成的功能基因。大肠杆菌和肺炎杆菌是对照和蔗糖处理中的优势产甲烷菌,蔗糖添加显著降低肺炎杆菌的相对丰度。马氏甲烷八叠球菌相对丰度与丁酸和氨态氮的含量呈正相关。综上所述,马氏甲烷八叠球菌主导青贮中古生菌群,肠杆菌科细菌是苜蓿青贮中潜在的优势甲烷产生菌,蔗糖处理在一定程度上抑制马氏甲烷八叠球菌和肠杆菌科细菌的繁殖,显著改善高水分苜蓿青贮发酵品质。

甲烷产生菌的特性及其工业前景

甲烷产生菌是一类重要的极端环境微生物,在地球生物化学碳素循环过程中起着关键作用。综述了国内外近年来甲烷产生菌的分类及生态特性的研究进展,并简述了甲烷产生菌在未来工业中广阔的应用前景。

深海热液喷口金属硫化物中甲烷菌的多样性研究

对两个来自太平洋洋脊胡安·德富卡的两个热液烟囱的金属硫化物4136．2和4148-B1进行甲烷菌甲基辅酶M还原酶的编码基因mcrA的序列扩增，构建克隆文库并进行分子进化分析。结果表明在这个甲烷富集的热液喷口周围含有丰富的甲烷产生菌，没有任何甲烷氧化菌存在。两个硫化物样品的甲烷产生菌种类完全不同。在4136—2硫化物中的甲烷产生茵郝与热液口的高温环境有关系，主要属于甲烷球菌目的甲烷暖球菌（Methanocaldococcus），少部分属于甲烷火茵目甲烷嗜高热菌属的坎氏甲烷嗜高热菌（Methanopyruskandleri）。与这两个属的可分离菌株的氨基酸同源性为89％-97％，核苷酸同源性高达92％～100％。4148-B1硫化物中发现的一类疑似甲基辅酶M还原酶的编码序列，它们与已知的甲烷菌mcrA序列核苷酸同源性为69％～72％，氨基酸同源性仅为43％～47％。这可能是由于4148．B1来自于正在喷发的超高温热液喷口相关。由于与已发表的甲烷菌克隆子或菌株同源性较低，有可能是热液口特有的以前未发现的甲烷茵。

农田甲烷产生的微生物生态学机理研究进展

农田土壤主要通过微生物厌氧发酵、植物呼吸向大气中排放甲烷,土壤的甲烷主要来自于湿地、稻田和垃圾填埋场等,其排放量占每年全球甲烷产生量的50%左右。笔者主要针对土壤甲烷产生的微生物学过程进行分析,揭示了农田中甲烷产生菌和甲烷氧化菌的作用机理、两者数量与甲烷排放量的相关关系,综合分析了甲烷产生的影响因素等,总结了农田甲烷产生的微生物学机理,对研究甲烷减排(全球变暖)及完成全球碳循环、保护人类生存的生态环境,具有重要的意义。

三个水稻田甲烷氧化菌分离物的分离及其特性

用好氧性培养基和Hungte压氧操作技术相结合的方法从水稻田土壤中分离到三个甲烷氧化菌分离物,分别命名为MOB004、MOB007、MOB009。MOB004和MOB009,生长前期为粗杆状,生长后期可形成不易染色的孢子状杆形细胞。MOB007为略有弯曲的杆菌。革兰氏染色均为阴性。都只能利用甲烷、甲酸、甲醇等简单甲基物,不能利用其他复杂有机物。适宜生长pH为6,范围为5—8。适宜生长温度为30—35℃,但MOB009对pH值和温度具有较宽的适宜范围。观察了MOB007菌株对甲烷的利用和生长光密度曲线,试验结果亦表明甲烷氧化菌的良好生长必需有甲烷和氧同时存在。其确切的分类地位有待于进一步研究。

海岸带沉积物环境中甲烷代谢菌的富集培养及混合菌群分析

结合Hungate无氧分离技术,对海岸带沉积物中甲烷代谢菌进行了富集培养,分别为珠江口的甲烷产生菌和九龙江口的甲烷氧化菌及其他甲基氧化菌.其研究结果表明:在珠江口淇澳岛海岸带沉积物中,甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)为优势菌株,分布于沉积物的上、中、下3个层位,并发现了部分序列与不可培养的泉古菌门(Crenarchaeota)的杂色泉古菌(miscellaneous crenarchaeotic group,MCG)的相似度为90%～99%.在九龙江口的海岸带沉积物环境中,噬甲基菌属(Methylophaga)为优势菌群,在富集产物菌群多样性中占60%～99%;还有一些相似度较低(为95%～97%)的菌群,为潜在的新种.

微生物介导的土壤甲烷循环及全球变化研究

甲烷是主要的温室气体之一,目前在大气中的含量达1.7×10-6m3·m-3,比工业革命前增加了115%,并以1%年增长速度稳定增长.甲烷吸收太阳远红外光的能力比CO2高20～30倍,对全球增温的贡献率达15%.多年来对大气甲烷的产生、转运和循环以及调控的研究表明,80%以上的甲烷是通过微生物的活动产生的,一部分在进入大气前被微生物吸收利用,这样,大气中甲烷的净含量绝大部分是甲烷产生微生物和甲烷营养微生物相互作用的结果.因此,研究甲烷产生菌和甲烷氧化菌的活动规律和生态学特征,有利于揭示微生物介导的甲烷循环过程,并探索减排的措施.已知有80多种甲烷产生菌和100余种甲烷氧化菌,它们的种类和生态多样性比较广泛,环境差异和波动影响它们的生理代谢活性,从而导致甲烷排放的波动性和不确定性.在未来全球变化条件下,天然湿地作为重要的甲烷源之一,如何响应和反馈环境的变化是研究的重点领域.

激活地层本源微生物提高稠油采收率

以地层微生物地化活动的活化作用为基础的提高石油采收率生物技术,在大港孔店油田做了先导性试验(2001～2004年).微生物的活化作用是通过注水井循环导入充气水和补充含N,P的矿物盐而获得的.这项生物技术的使用引起地层微生物的活化,这个活化首先是在注水井的近井底区域,接着是在沿着水动力学方向一致的区域进行.第一阶段,需氧烃降解微生物的活性增加,导致地层水碳酸氢盐和乙酸盐含量的增加;第二阶段,在缺氧区域甲烷产生茵被激活.本源MEOR先导性试验表明,地层水中的微生物指标与生产井的产量有关,通过试验多采出16000余吨原油.

极端嗜冷微生物

（2000，33（6）：67）曾报道永久冻土层（有数万年之久）中发现简单的细胞生物。冻土融化后释放出甲烷气体，表明此冻土层中存在甲烷产生菌。其实，极端嗜冷微生物不仅在永久冻土层存在及“长眠”，而且在极地冰冻块中也能找到它们的踪迹。比如在南极冰川封存800万年的冰块中就有细菌“长眠”，

在寒冷气候条件下提高沼气产量的方法

大家知道,通过纤维物质的厌氧发酵生产沼气,是当前重要生物能源之一。但是,沼气技术的推广和应用受到自然条件的一些限制。首先,沼气生产的效率随温度的下降而下降,这势必降低寒冷地区沼气的产量。如中国的辽宁省。

中国滨海湿地CH_4通量研究进展

滨海湿地严格的厌氧环境造成与其面积不成比例的碳储量,同时有利于CH4的产生。探讨滨海湿地温室气体通量,尤其是CH4通量,对确定滨海湿地究竟是温室气体的"源"还是"汇",评估滨海湿地对全球变化的影响具有重要的作用。论文通过对中国滨海湿地CH4通量的排放机制、时空变化以及影响因素进行阐述总结得出:闽江河口CH4通量明显大于长江口和黄河口,主要原因在于温度和生物量的差异;江苏滨海湿地CH4通量的研究相对薄弱,南方红树林湿地CH4通量的空间差异较大。潮汐对滨海湿地CH4通量的影响呈"M"型:涨潮开始时,CH4通量逐渐增加,随着水位的加深,逐渐减少;当落潮到最适宜产生CH4的水位深度时,大量原先产生的CH4开始排放出来,待水位继续下降,产生的CH4极容易被氧化,开始减少。目前缺乏研究滨海湿地CH4通量的标准方法,而且针对潮汐变化,微生物以及酶活性对CH4排放的影响研究比较薄弱,在此基础上,提出了利用箱法进行CH4通量的研究需因地制宜,依据研究目的以及植被、土壤、水文的差异选择不同的样点布设原则和采样方法。