不同生境产甲烷古菌分离鉴定及初步应用研究

【摘要】： 产甲烷古菌属于古菌域的广古菌门，为严格的厌氧微生物。产甲烷古菌能够利用简单基质产甲烷。它们处于厌氧发酵过程中最后一个环节，在自然界碳素循环中扮演重要角色。研究产甲烷古菌，对生物质能的利用有重要的应用价值。本研究选择从不同厌氧生境中分离、鉴定产甲烷古菌，目的是丰富产甲烷古菌菌种资源，发现具有特殊性状的产甲烷古菌，为沼气微生物菌剂的研制打下基础。 获得成果：运用亨盖特厌氧技术从海底沉积物、厌氧消化器、酿酒窖池等生境中分离出12株产甲烷古菌，分别属于3个属6个种。其中氢营养型产甲烷古菌10株(分别为JN432、2522、JZYS、JZTM、3#、4#、NG-1、NG-2、JB-1、JB-2)，甲基营养型和乙酸营养型产甲烷古菌2株(分别为Tf、1923)，丰富了产甲烷古菌菌种资源。对胶州湾近海沉积物中分离的嗜热自养产甲烷杆菌JZTM菌株进行了生理生化及系统发育学分析，初步鉴定为Methanobacterium thermoautotrophicum的新株。对实验室从油田采出水中分离的菌株ZC-2，ZC-3进行生理生化及系统发育学分析，初步鉴定为Methanoculleus新种。分离出一株产胞外多糖的Methanosarcina mazei 1923菌株，并将其作为添加物用于沼气发酵实验，发现其在常温(25～35℃)情况下，对沼气发酵的启动阶段有促进作用，缩短31％的发酵启动时间，并在3个月的发酵周期内增加总产气量69.7％。在低温(10～20℃)情况下，加大1923接种量(1.8％)，发现其对总挥发酸尤其是丙酸的利用有一定刺激作用。这是国内首次以纯产甲烷古菌液作为沼气刺激因子进行实验，也为沼气复合菌剂的研制打下一定的基础。 【关键词】：产甲烷古菌 沼气发酵 刺激因子
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：Q93
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 科学依据10-11
• 1.1.1 产甲烷古菌在碳素循环中的作用10-11
• 1.1.2 产甲烷古菌作为古菌在系统进化中的地位和作用11
• 1.1.3 产甲烷古菌在生物质厌氧消化中的作用11
• 1.2 研究的目的与意义11-12
• 1.2.1 研究目的11
• 1.2.2 研究意义11-12
• 1.3 国内外研究进展12-16
• 1.3.1 国内研究进展12-13
• 1.3.2 国外研究进展13-16
• 1.4 研究内容与主要技术路线16-18
• 1.4.1 主要技术路线16
• 1.4.2 主要技术方法16
• 1.4.3 主要研究内容16-18
• 第二章 产甲烷古菌的分离及鉴定18-47
• 2.1 实验材料18
• 2.2 实验方法18-26
• 2.2.1 富集培养18-20
• 2.2.2 分离纯化20-22
• 2.2.3 产甲烷古菌培养特征及生理生化特性鉴定22-23
• 2.2.4 16S rDNA序列扩增、测序及系统发育树构建23-24
• 2.2.5 基因组G+Cmol%含量测定24-26
• 2.3 结果与讨论26-45
• 2.3.1 富集产物26-27
• 2.3.2 分离菌株概述27-31
• 2.3.3 嗜热自养甲烷杆菌菌株JZTM的分离、鉴定及系统发育学分析31-38
• 2.3.4 甲烷袋状菌属新种菌株ZC系列的分离、鉴定及系统发育学分析38-45
• 2.4 本章小结45-47
• 第三章 菌株1923于沼气发酵实验的初步应用47-56
• 3.1 实验材料47
• 3.2 实验方法47-48
• 3.2.1 常温发酵体系47-48
• 3.2.2 偏低温发酵体系48
• 3.2.3 数据采集48
• 3.3 结果与讨论48-54
• 3.3.1 菌株1923及其多糖的产生描述48-49
• 3.3.2 常温沼气发酵实验49-52
• 3.3.3 偏低温沼气发酵实验52-54
• 3.4 本章小结与讨论54-56
• 第四章 全文结论及工作进一步展望56-58
• 4.1 结论56
• 4.1.1 不同生境产甲烷古菌的分离、鉴定及系统发育学分析56
• 4.1.2 菌株1923于沼气发酵初步应用实验56
• 4.2 存在问题56-57
• 4.3 工作展望57-58
• 参考文献58-64
• 附录64-70
• 致谢70-72
• 作者简历72

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