嗜冷产甲烷菌及其冷适应机制的研究进展

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1、中国沼气ChinaBiogas2015，33(2)3嗜冷产甲烷菌及其冷适应机制的研究进展111123麻微微，马放，岳秀丽，王世伟，赵光，游空(1．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨150090;2．辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121001;3．黑龙江省海林市农场沼气站，黑龙江157126)摘要:嗜冷产甲烷菌属于严格厌氧古细菌，普遍分布在高纬度海洋、陆地及极地冰川等自然环境和人工冷环境中，在全球碳素循环中发挥着重要作用。嗜冷产甲烷菌在长期冷环境进化中形成了特殊的冷适应机制。针对北方低温沼气发酵产气效率低这一瓶

2、颈问题，文章系统阐述了嗜冷产甲烷菌在低温环境中的冷适应机制，尤其是对基因组学和蛋白质组学等方法在冷适应机制的研究中取得的新进展进行深入探究，旨在为低温厌氧消化工艺提供一些理论参考。关键词:嗜冷产甲烷菌;适冷机制;基因组学;蛋白质组学中图分类号:S182文献标志码:A文章编号:1000－1166(2015)02－0003－0511ＲesearchProgressonPsychrophilicMethanogensandColdAdaptationMechanisms/MAWei-wei，MAFang，1123YUEXiu-l

3、i，WANGShi-wei，ZHAOGuang，YOUKong/(1．HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China;2．LiaoningUniversityofTechnology，Jinzhou121001，China;3．HeilongjiangHailinFarmbiogasstation，Hailin157126，China)Abstract:Psychrophilicmethanogensarestrictlyanaerobicarchaea，widelydistr

4、ibutedinthehigh-latitudeocean，landandpolarglacier，thenaturalcoldenvironmentandartificialenvironment，playanimportantroleintheglobalcarboncycle．Psychrophilicmethanogenshavedevelopedaspecialadaptationmechanisminlong-termevolutionincoldenvironment．Thispaperexpoundedth

5、ecoldadaptationmechanismofpsychrophilicmethanogensunderlowtemperature，especiallythenewprogressobtainedbyadoptingthemethodsofgenomicsandproteomics，aimingattoprovidesometheoreticreferenceforan-aerobicdigestionprocessincoldareas．Keywords:psychrophilicmethanogens;cold

6、-adaptationmechanisms;genomics;proteomics地球生物圈的绝大部分(约75%以上)都处于指导意义。永久性的低温环境中，包括陆地和海洋表面、海底深目前，有关自然冷环境和低温厌氧消化工艺中［1］处、极地和高山地区等自然生境和人工冷环境。产甲烷菌的分离鉴定及群落结构多样性等方面的研在这些低温环境中产甲烷古菌的生物多样性极其丰究较为广泛，但是产甲烷菌的冷适应机制的研究却富，并构成了冷环境中重要的微生物群落结构，对冷鲜有报道。本文主要从嗜冷产甲烷菌的研究现状出环境中的物质循环及能量传递起着至关重要

7、的作发，对其冷适应机制进行了系统的综述，并对近年来用。目前，沼气作为一种绿色清洁能源已经成为我冷适应机制在组学方面的研究新进展进行阐述。国能源的重要组成部分，具有广阔的应用前景。但1嗜冷性产甲烷菌的研究现状在北方寒冷地区，由于冬季温度过低而导致沼气发酵产气量明显不足，从而严重限制了北方户用沼气嗜冷产甲烷菌指能够在寒冷(0℃～10℃)条件［2］发酵的推广与应用。因此，对耐低温及嗜冷的产下生长，同时最适生长温度在低温范围的产甲烷菌，甲烷菌进行研究，分离鉴定低温条件下的嗜冷产甲根据其最适生长温度(Topt)、最低生长温度(Tmi

8、n)和烷菌，并对其冷适应机制进行深入探究，对于有效控最高生长温度(Tmax)3个指标可将其划分为两类:制沼气发酵过程及提高产气效率，具有十分重要的专性嗜冷产甲烷菌和兼性嗜冷产甲烷菌。专性嗜冷收稿日期:2014-06-08项目来源:国家科技技术支撑专题项目(2012BAD14B06)作者简介:麻微微(19