低温产甲烷菌厌氧消化研究进展-江苏农业科学.PDFVIP

江苏农业科学　２０１５年第４３卷第６期 — １１— 韩　睿，陈来生．低温产甲烷菌厌氧消化研究进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０１５，４３（６）：１１－１６． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１５．０６．００３ 低温产甲烷菌厌氧消化研究进展 韩　睿，陈来生 （青海省高原作物种质资源创新与利用重点实验室／青海省蔬菜遗传与生理重点实验室，青海西宁８１００１６） 　　摘要：低温产甲烷菌对于自然界的碳素循环具有非常重要的作用，近年来引起了国内外学者的广泛关注。利用低 温产甲烷菌实现低温厌氧消化过程，可从本质上突破低温厌氧工艺的技术瓶颈，进而拓展厌氧生物处理技术的应用范 围，并降低处理成本。从低温产甲烷菌的资源与分布、冷适应性机制和分子生物学研究现状几个方面，对低温产甲烷 菌的研究进展进行了综述，并对其在低温厌氧消化中的应用进行了分析。 　　关键词：低温产甲烷菌；种类；分布；冷适应性机制；分子生物学技术；低温厌氧消化；研究进展；应用现状 　　中图分类号：Ｓ１８２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１５）０６－００１１－０６ 　　产甲烷菌是一类极端厌氧古菌，广泛存在于各类极端厌 近年来随着人们对产甲烷菌重视程度的提高，相关研究发展 ［１］ 氧环境中 。由于其完成的产甲烷过程通常是厌氧生物处 迅速，已经获得９株低温产甲烷菌资源（表１），它们分属于５ 理工艺中最重要的限速步骤，同时，产甲烷过程也是自然界中 个产甲烷菌属，分别是甲烷拟球菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｏｉｄｅｓ）、产甲 温室气体自发排放的重要过程之一，因此，产甲烷过程及产甲 烷菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｕｍ）、甲烷八叠球菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ）、 ［２］ 烷菌的研究越来越受到人们的重视 。目前，研究者已经对 甲烷叶菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｌｏｂｕｓ）和甲烷杆菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉ 厌氧消化进行了大量的研究，但多集中在中温和高温范围，对 ｕｍ）。表内菌株均分离自永久性低温环境，除Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ ［８］ ［９］ 低温下厌氧消化的研究尚处探索阶段。然而，地球生物圈约 ｌａｃｕｓｔｒｉｓ 分离自淡水湖，Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｖｅｔｅｒｕｍ 分离自西 ［１０］ ７５％都处于永久的低温环境，低温产甲烷菌对自然界甲烷排 伯利亚冻土，Ｍｅｔｈａｎｏｌｏｂｕｓｐｓｙｃｈｒｏｐｈｉｌｕｓ 分离自高原湿地外， 放的贡献最大，如果能够利用其实现低温下的高效厌氧消化， 其余６株均分离自海洋或咸水湖，其生长的盐浓度环境大都 可以拓展厌氧生物处理技术的应用范围进而降低生产甲烷的 在３００～５００ｍｍｏｌ／Ｌ之间［７，１１－１５］。Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｏｉｄｅｓｂｕｒｔｏｎｉｉ ［３－４］ 作为第１株被分离纯化的嗜冷产甲烷菌，其基因图谱已经获 成本 。因此，对低温产甲烷菌的研究具有重要的现实 ［７，１６］ 意义。 得，现已作为研究嗜冷产甲烷菌的模式菌