温度对产甲烷菌代谢途径和优势菌群结构的影响.pdf

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1、第65卷第5期化工学报V_o1．65No．52014年5月CIESCJourna1Mav2014温度对产甲烷菌代谢途径和优势菌群结构的影响一论一吴美容1,2，张瑞1,2，周俊1,2，谢欣欣1,2，雍晓雨1,2，闫志英，葛明民，一，郑涛·，2(南京工业大学生物与制药工程学院，江苏南京211816；南京工业大学生物能源研究所，江苏南京211816：中国科学院成都生物研究所，四川成都610041)摘要：产甲烷菌是严格厌氧的古菌，由其完成的产甲烷过程通常是厌氧微生物生化代谢中最重要的限速步骤。温度作为影响产甲烷菌的产甲烷速率重要因素，其变化会改变生物环境

2、中的产甲烷的代谢途径和优势菌群分布。目前已知甲烷生物合成有3条途径：乙酸代谢途径、CO2还原途径和甲基营养型途径。理论上乙酸途径生成的甲烷约占甲烷生成总量的2／3，c02还原产甲烷途径则约占1／3，甲基营养型途径只在少数情况下考虑其影响，例如盐湖。在低温条件下产甲烷菌以利用乙酸代1身于为主；在中温条件下，产甲烷途径以乙酸代谢和H2／CO2还原一定比例存在；在高温和超高温条件下，以只利用CO2还原途径的菌群为主。关键词：甲烷；生物能源；代谢；产甲烷菌；温度；乙酸代谢途径；CO2还原产甲烷途径DOI：10．3969~．issn．0438—1157-2

3、014．05．007中图分类号：Q939．9文献标志码：A文章编号：O438一l157(2014)05—16O2～05EffectoftemperatureonmethanogensmetabolicpathwayandstructuresofpredominantbacteriawuMeir0ng'．，ZHANGRui，-，ZHOUJunXIEXinxinl,2YONGXiaoyu1'2YANZhiying3，,，GEMingmin’-．ZHENGTao，(1SchoolofBio把chnologyandPhcIr瑚aceutic。lEngin

4、eering,NanjingTechUniversity．Nanjing211816．JigM．Ch嗽2Boe御阳Instit“，NanjingTechUniversity，Nanjing211816，Jiangsu，Chi口；。ChPngdulnstit“teofBiology，ChiesPc日，D厂Sciences，Chengdu610041，Sichuan，China)Abstract：Methanogensarestrictlyanaerobicarchaea，whichnotonlytakepartinthemethanogenesis

5、Drocedurebutalsolimitthisprocess．Temperatureplaysakeyroleintheanaerobicfermentation．TemperatureCOuldnoton1vd1rectlyalterthecommumtystructureandfunctionofmethanogenicarehaea，butalsoaffectthesupplvofsubtratesformethanogens，whichinturnindirectlyregulatesthepathwaysofmethanogenic

6、archaea．Therearemreepathwayformethanogenesis，andtheyarestartedfromaceticacid，H2／CO2andC．1compoundrespetivelv．AcetocIasticmethanogenesisaccountsforabouttwo—thirdsofthetotalmethaneproductionglobally,whilehydrogenotrophicmethanogenesisaccountsforaboutonethird．Methanol—andmethyla

7、mine—derivedmethanogensisisrestrictedinoceanandsalinewater．Acetoclasticmethanogenesisisthepredominantmethanogenesisatalowtemperature，andmethaneisproducedbyacetoclasticandhydrogenotr0phic2014—01—02收到初稿，2014—02．09收到修改稿。Receiveddate：2O14—01．O2联系人：郑涛。第一作者：吴美容(1988一)，女，硕士研究生。Corre

8、spondingauthor：Prof．ZHENGTao，zhengtao@njtech．edu．cn基金项目：国家重点基础研究发展计划