互营氧化产甲烷微生物种间电子传递研究进展

甲烷是重要的温室气体,也是典型的可再生性生物质能源。目前约70%的大气甲烷排放来源于产甲烷微生物过程。在产甲烷环境中,产甲烷菌与互营细菌形成互营关系,从而克服有机质厌氧分解反应的热力学能垒,实现短链脂肪酸和醇类物质的互营氧化产甲烷过程。该过程中,种间电子传递是关键步骤。本文首先概述了甲烷的研究意义及微生物互营降解有机质产甲烷的过程,然后分别综述了种间H2转移、种间甲酸转移和种间直接电子传递这3种种间电子传递机制的起源、发展、研究现状和未来所需要解决的研究问题。

瘤胃微生物学:微生物生态学研究的引路者

瘤胃微生物学之父Robert Hungate开创了瘤胃微生物生态学研究,这其中当然也包括许多其他学者的努力。他提出的分离和鉴定瘤胃纤维消化细菌的方法对后来瘤胃复杂内环境的阐释,以及对临床微生物学和其他多种厌氧微生物系统(包括人的后肠道)的研究均产生了深远影响。瘤胃微生物学引导研究者了解了更多的微生物生态学知识,拓宽了对生态学的整体认识,同时也在一定程度上改进了反刍动物的饲养效率。微生物学有一条中心法则,即所有真菌都是需氧生物,而瘤胃厌氧真菌的发现则是对该法则的反驳。后来又首次在瘤胃微生物中发现了细菌之间的互作,如通过饲喂和种间H2转移来获取营养素等。瘤胃的复杂性和多样性使其可以作为微生物理论(如营养不足和过剩的影响)和技术(如16SrRNA)研究的理想试验场所,研究者们已经利用瘤胃这个简单的评价系统获取了大量的信息。深入了解瘤胃微生物的群落特征开创了微生物生态学研究的新途径,如证实了高产氨菌的存在及高产氨菌在提高反刍动物N的利用率方面起作用。作者即对这些在瘤胃中首先发现但尚未被广泛了解的具有较大贡献价值的科学研究进行了综述。