堆肥过程中耐高温菌群的分离鉴定与群落结构分析

高温菌剂能够缩短堆肥周期,提高堆肥品质,是一种常见的堆肥技术提升手段。通过结合培养组学研究方法,设置48种培养条件,包含6种培养基、2种氧环境(好氧&厌氧)和4种高温情境(50、60、70、80℃),从堆肥高温期样品中分离纯化获得196株耐高温菌株。基于16S rRNA生物学分类方法,共鉴定出4个门14个属35个种,其中厚壁菌门(98%)、芽孢杆菌属(51.5%)、地衣芽孢杆菌(28.6%)分别为在门、属、种水平上的优势菌,也包含一些嗜热菌属如热杆菌属(Caldibacillus)、栖热菌属(Thermus)等。有27株耐高温菌表现出了嗜热特性,在高温条件下对至少一种大分子(淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪酸)有更强的降解作用,且有6株嗜热菌同时表现出对这4种大分子有机物的强降解作用。通过16s rRNA扩增子测序对比分析了不同来源高温堆肥样品中耐高温菌群结构。结果表明,厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门,而芽孢杆菌属、Savagea、热杆菌属、Limnochorda和嗜蛋白菌属为优势耐高温菌属,堆肥过程中仍有很多耐高温/嗜热细菌资源有待筛选和挖掘,需要设置更多样化的培养条件;基于PICRUSt2的耐高温菌群功能预测结果表明,高温阶段糖代谢、氨基酸代谢及辅助因子和维生素相关代谢为主要代谢途径。