厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再组合

由处理啤酒厂废水的厌氧消化器颗粒污泥中分离和纯化了一个能厌氧降解丁酸产生甲烷的共培养物BF2。共培养物BF2可降解包括异丁酸在内的含4～18个碳原子的脂肪酸,最适生长温度37℃,最适pH7.7。以巴豆酸为底物,成功地将共培养物BF2分离为专性质子还原产乙酸细菌沃尔夫互营单胞菌嗜脂肪亚种菌株CF2和产甲烷细菌甲酸甲烷杆菌菌株MF2两个纯培养,将它们再组合后仍可降解丁酸。菌株CF2与亨氏甲烷螺菌、布氏甲烷短杆菌菌株1125、甲酸甲烷杆菌菌株1535和普通脱硫弧菌G11组合成人工共培养物,可以厌氧降解丁酸。     

瘤胃降解粗纤维产甲烷的厌氧真菌与甲烷菌共培养物的分离鉴定

【目的】本试验从瘤胃中分离鉴定降解粗纤维产甲烷的厌氧真菌与甲烷菌共培养物,为深入探究甲烷菌对厌氧真菌代谢途径的影响及相关调节机制奠定基础。【方法】利用厌氧滚管技术从荷斯坦奶牛瘤胃内容物中分离厌氧真菌与甲烷菌共培养物,通过形态学观察和DAPI染色以及甲烷菌16S rRNA基因序列分析方法分别对厌氧真菌及甲烷菌进行鉴定。【结果】从荷斯坦奶牛瘤胃中共分离到28株厌氧真菌与甲烷菌共培养物。共培养物中的厌氧真菌均为单中心菌株,分别属于Piromyces,Neocallimastix和Caeomyces属,所占百分比为53.57%,42.86%及3.57%。甲烷菌16S rRNA基因序列分析结果表明,共培养物中的甲烷菌均为甲烷短杆菌。本研究共获得四种不同的厌氧真菌与甲烷菌组合,分别为Piromyces/类Methanobrevibacter olleyae菌株,Neocallimastix/类Methanobrevibacter olleyae菌株,Neocallimastix/类Methanobrevibacter thaueri菌株及Caecomyces/类Methanobrevibacter olleyae菌株,分别占总数的53.57%,39.29%,3.57%及3.57%。【结论】分离得到的28株厌氧真菌和甲烷菌共培养物中,占优势的为具有丰富丝状假根的厌氧真菌Piromyces和Neocallimastix以及类Methanobrevibacter olleyae属的甲烷短杆菌。本研究为进一步研究瘤胃内厌氧真菌与甲烷菌相互代谢关系奠定基础。     

一种厌氧真菌共培养甲烷菌株的分离及其甲烷生产特性解析

【背景】开发生物甲烷资源是减轻化石燃料供求紧张的有效措施,而秸秆类原料的预处理及甲烷生产方法需要不断创新,从而进一步满足可持续发展。厌氧真菌与甲烷菌共培养能够通过假根侵入及纤维降解酶双重预处理秸秆并生产甲烷,但目前全世界被报道的骆驼胃肠道来源的厌氧真菌分离培养物仅有1株。【目的】从新疆准噶尔双峰驼瘤胃内容物中分离出新型厌氧真菌和甲烷菌共培养物,研究其在降解秸秆并联合生产生物甲烷方面的应用潜力。【方法】采用Hungate滚管纯化技术将从骆驼胃肠道中分离的厌氧真菌和甲烷菌共培养,对其进行形态学及分子学鉴定,随后厌氧发酵5种底物(稻秸、芦苇、构树叶、苜蓿秆和草木樨),研究产甲烷量、降解效果及主要代谢产物等方面的特性。【结果】筛选到的共培养物中的厌氧真菌为Oontomyces sp. CR1,甲烷菌为Methanobrevibacter sp. CR1。其在降解稻秸时表现出最高的木聚糖酶酶活力(21.64 IU/mL)及甲烷产量(143.39 mL/g-DM),甲烷生产特性较分离自其他动物宿主的厌氧真菌共培养物更优。【结论】共培养厌氧真菌与甲烷菌菌株CR1是一种新型高效降解菌株资源,其在利用木质纤维素生物质生产生物甲烷方面具有良好的应用前景。     

厌氧真菌和甲烷菌共培养的研究进展

厌氧真菌是自然界中降解植物纤维素类物质最高效的微生物之一.近年来,大量厌氧真菌和甲烷菌共培养菌株被分离.共培养中,甲烷菌通过对厌氧真菌代谢产物的利用显著提高厌氧真菌对木质纤维素的降解;厌氧真菌通过为甲烷菌提供能量和营养物质使甲烷菌快速生成大量甲烷.全面深入地了解共培养中两者的互作关系以及共培养降解木质纤维素产甲烷的特性...     

Clostridium thermocellum与Bacillus licheniformis共培养分解纤维素的性质

【目的】采取人工构建复合菌系的方法探索微生物协同降解纤维素的机理及菌间关系。【方法】从一组高温发酵木质纤维素原料产沼气的菌群中分离获得若干菌株,其中一株细菌经16S rRNA基因全序列测序比对后鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),将该菌株与厌氧纤维素分解菌Clostridium thermocellum CTL-6进行共培养,菌株组合表现出很强的滤纸纤维素分解能力。【结果】两菌共培养9 d,累计滤纸分解量为484.6 mg,滤纸相对分解率高达93.2%;pH变化呈先下降后逐步回升,培养3 d后pH由初始时的7.00降到最低值6.57,第9天升至7.73;菌株组合能同时产生纤维素酶和半纤维素酶,培养过程中两种酶活性大小均呈不断上升趋势,最大值分别为0.32 U/m L和0.57 U/m L。利用HPLC监测了乳酸、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸5种有机酸含量的变化,其中丁酸、丙酸代谢量最高,分别为1 477.3 mg/L和1 068.8 mg/L;除丙酸外,其他4种有机酸含量变化趋势与滤纸降解的变化均无明显相关性。5种有机酸总含量的变化与p H的变化趋势一致,表明对pH变化起决定性作用的很可能是某种未检测的酸性较强的物质含量变化。【结论】Bacillus licheniformis能有效促进Clostridium thermocellum CTL-6的纤维素分解活性,且该菌株组合可作为后期进一步构建纤维素甲烷转化复合菌系的基础。     

甲烷氧化细菌的一个新种

从沼气发酵装置中,分离出一株H型专性甲烷氧化细菌81Z菌株。它具有甲烷氧化细菌的一般典型性状。根据其极生单鞭毛和过氧化氢酶阴性的特征,该菌株明显地区别于已知的任何一种甲烷氧化细菌,被认为是一个新种并命名为沼气甲基弯菌(Methylosinus methanica)。本文还讨论了它在厌氧条件下的生命活动。     

利用氢和二氧化碳生长的一个泥杆菌新种——嗜氢泥杆菌

从降解有机物产生甲烷的富集培养物中分离到一株利用巴豆酸的严格厌氧革兰氏阴性杆菌.此菌利用氢和二氧化碳或甲酸合成乙酸,发酵巴豆酸产生丁酸和乙酸,发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和半乳糖产生乙酸、乙醇和氢或甲酸,不利用延胡索酸、酒石酸和柠檬酸生长.该菌不产生芽孢,不还原硫酸盐,触酶反应阴性,DNA的G+C含量为30.7±1mol%,是泥杆菌属中的一个新种,定名为嗜氢泥杆菌(Ilyobacter hydrogenotrophicus nov.sp.).     

嗜热厌氧纤维素降解细菌的分离、鉴定及其系统发育分析

利用纤维素降解细菌和纤维素粘附的方法分别从新鲜牛粪、高温堆肥和本实验室保存的纤维素降解富集物中分离得到4株嗜热厌氧纤维素降解细菌。分离菌株为革兰氏染色阴性,直的或稍弯曲杆菌,菌体大小为0.4μm～0.6μm×3μm～15μm,严格厌氧,不还原硫酸盐,形成芽孢。多数芽孢着生于菌体顶端。分离菌株能利用纤维素滤纸、纤维素粉Whatman CFII、微晶纤维素、纤维素粉MN300和未经处理的玉米秆芯、甘蔗渣、水稻秸杆。分离菌株在pH6.2～8.9、温度45℃～65℃范围内利用纤维素,最适pH为7.0～7.5,最适温度为55℃～60℃,发酵纤维素产生乙醇、乙酸、H2和CO2。分离菌株还可利用纤维二糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖、山梨醇作为碳源。部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离菌株EVAI与Clostridium thermocellum具有99.8%相似性。     

丁酸盐降解菌和氢营养菌共培养物的研究

采用Hungate厌氧技术,对处理屠宰和咛檬酸废水的两个实验室厌氧消化器中的丁酸降解蓖和氢营养菌进行了研究。观察到两个消化器中的丁酸盐降解菌的组成相同。丁酸盐转化为甲烷的过理由四种细菌共同完成。其中包括一种降解丁酸盐的产氢产乙酸细菌和一种利用乙酸盐的产甲烷菌,以及两种形态完全不同的利用H2／CO2的产甲烷菌。对分离到的一株丁酸盐降解菌SBI 菌株的鉴定表明,该菌应属沃而夫氏互营单胞菌(Syntrophomonas walfei)。     

利用氢和二氧化碳生长的一个泥杆菌新种——嗜氢泥杆菌

从降解有机物产生甲烷的富集培养物中分离到一株利用巴豆酸的严格厌氧革兰氏阴性杆菌.此菌利用氢和二氧化碳或甲酸合成乙酸,发酵巴豆酸产生丁酸和乙酸,发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和半乳糖产生乙酸、乙醇和氢或甲酸,不利用延胡索酸、酒石酸和柠檬酸生长.该菌不产生芽孢,不还原硫酸盐,触酶反应阴性,DNA的G+C含量为30.7±1mol%,是泥杆菌属中的一个新种,定名为嗜氢泥杆菌(Ilyobacter hydrogenotrophicus nov.sp.).     

两株解醇细菌的分离和鉴定

我们从窑泥和窑底水中分离了两株解醇细菌。3RM—2能降解甲醇,3RE—15能降解乙二醇。菌株经鉴定:3RM—2为缓慢芽孢杆菌(Bacillus lentus),3RE—15为门多萨假单胞菌(Psendomonas mendocina)。     

红树林沉积物中天然多聚有机物厌氧降解菌多样性与细菌新类群分离

[目的]红树林沉积物中有机物丰富,通过研究认识参与难降解天然有机多聚物的微生物降解过程及其环境作用,并获得新颖的难培养厌氧微生物。[方法]对漳州九龙江河口红树林沉积物中降解纤维素、几丁质和木质素的厌氧细菌定向富集和平板分离纯化,并对其多样性进行分析。[结果]共筛选分离获得202株厌氧细菌(82株专性厌氧细菌,120株兼性厌氧细菌),包括4个疑似新属(Lachnotalea sp.MCCC 1A16036、Varunaivibrio sp.MCCC 1A15903、Clostridium sp.MCCC 1A15884、Caminicella sp.MCCC 1A17445)和4个疑似新种(Sunxiuqinia sp.MCCC 1A15904、Pseudodesulfovibrio sp.MCCC 1A16040、Pseudodesulfovibrio sp.MCCC 1A16038、Mangrovibacterium lignilyticum MCCC1A15882)。不同天然有机多聚物富集菌群分离到的优势可培养细菌主要属于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,但种群略有差异。在纤维素和几丁...     

硬脂酸降解菌与产甲烷球菌共培养物的研究

采用Hungate厌氧技术,从处理柠檬酸生产废水的管道消化器中分离到产氢产乙酸的硬脂酸降解菌与产甲烷球菌的共培养物(LDB1-M1),LDB1菌株为专性厌氧,呈弧状,不产芽孢,革兰氏反应阴性。该共培养物能降解c4C20 直链脂肪酸,但必须加一定量的CsC12。经初步研究认为LDB1菌株可能是互营单胞菌属的一个新种。     

洋河酒窖泥细菌群落结构与菌株产酸能力分析

【背景】窖泥微生物的种类及其代谢产物类型是影响浓香型白酒发酵过程中丁酸和己酸等白酒中主要有机酸合成的影响因素之一。【目的】揭示浓香型白酒不同窖龄窖泥细菌群落结构,研究厌氧细菌产酸性能,阐明窖泥细菌与白酒中有机酸合成的相关性。【方法】通过Illumina HiSeq高通量测序,基于16S rRNA基因序列分析不同窖龄窖泥细菌的组成。分离获得厌氧细菌,通过比较菌株产丁酸和己酸能力来分析窖泥的微生物代谢特性。【结果】洋河酒窖泥细菌主要分布于梭菌纲(Clostridia)、拟杆菌纲(Bacteroidia)、互营养菌纲(Synergistia)和芽孢杆菌纲(Bacilli)。20年窖龄的窖泥中氢孢菌属(Hydrogenispora)和瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)丰度显著增加。窖泥细菌间相关性分析表明,瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)为窖泥中影响最大的核心微生物,很多微生物与梭菌属(Clostridium)菌株之间多为相互促进关系。通过传统可培养方法共分离得到梭菌目(Clostridiales)的20株厌氧菌。其中梭菌属(Clostridium)菌株产酸能力高...     

三硝酸丙三酯对厌氧真菌和甲烷菌代谢产物、纤维水解酶活性及菌群丰度的影响

【背景】近年来硝酸酯化合物抑制瘤胃甲烷生成的能力受到广泛关注,但鲜有研究关注其对瘤胃内主要纤维降解菌——厌氧真菌的影响。【目的】研究三硝酸丙三酯(Nitroglycerin,NG)对厌氧真菌和甲烷菌活性和代谢的影响。【方法】利用厌氧真菌(Piromyces sp.F1)纯培养及与甲烷菌共培养(Piromyces sp.F1+Methanobrevibacter sp.),比较不同剂量NG(0.0、6.6、13.2和19.8μmol/L)对厌氧真菌和甲烷菌的代谢终产物、主要纤维水解酶活性及菌群丰度的影响。【结果】厌氧真菌共培养组中,6.6μmol/L NG完全抑制了甲烷的生成,积累了氢气和甲酸(P0.05),降低了乙酸浓度以及木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P0.05),但未显著影响厌氧真菌和甲烷菌的丰度(P0.05)。厌氧真菌纯培养组中,6.6μmol/L NG显著降低了甲酸、乙酸、乙醇、木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P0.05),但总产气量和氢气产量没有显著差异(P0.05)。在2个培养体系中,随着剂量的升高,NG对厌氧真菌和甲烷菌的抑制增强。【结论】NG能够抑制甲烷菌的活性,但对厌氧真菌也有抑制作用。     

产甲烷细菌的超微结构

用透射电子显微镜和扫描电子显散镜观察了7株产甲烷细菌的形态和细胞细微结构。这7株产甲烷细菌分别是嗜热自养甲烷杆菌CB一12菌株,布氏甲烷杆菌CS菌株、史氏甲烷短杆菌H一13菌株、索氏甲烷丝菌CT菌株、甲烷八叠球菌TH菌株、嗜热甲烷八叠球菌CB-8菌株、甲烷球菌。讨论了7株产甲烷细菌细胞壁结构的差异,产甲烷杆菌的细胞质内膜结构与其产能代谢的关系。     

甲烷利用细菌降解三氯乙烯的研究

GYJ3菌株细胞微细结构的电镜观察结果表明：它具有Ⅱ型甲烷利用细菌的特征,应归属于Ⅱ型菌。考察了Cu2+浓度、培养气相中甲烷浓度对菌株细胞中甲烷单加氧酶（EC1．14．13．25,简称MMO）活性的影响。结果表明,培养液中Cu2+浓度为1．5μmol／L,培养气相中甲烷：空气比为2∶1时,可溶性甲烷单加氧酶占细胞中MMO总量的95％。研究了GYJ3菌株细胞悬浮液降解三氯乙烯过程。实验结果表明,GYJ3菌株能够降解不同浓度的三氯乙烯,较高浓度的三氯乙烯对降解反应没有明最的抑制作用。加入甲酸盐作为电子给体能够提高三氯乙烯降解反应速率。实验中观察到GYJ3菌株降解三氯乙烯过程中反应速率随着反应的进行而下降,在三氯乙烯降解过程中三氯乙烯氧化产物是导致细胞失活的主要原因。实验室中测定了GYJ3菌株单位重量细胞降解三氯乙烯极限量,它可作为评价细菌降解三氯乙烯能力的重要指标。     

土壤中群体感应淬灭细菌的原位分离与筛选

【背景】许多革兰氏阴性细菌通常以N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHLs)作为群体感应主要的信号分子。【目的】从土壤中筛选和鉴定新型群体感应淬灭细菌。【方法】通过"垫圈法"从土壤中原位培养分离细菌,采用琼脂条法、报告菌平板法及β-半乳糖苷酶活性测定筛选群体感应淬灭细菌,根据16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株系统发育地位。【结果】从不同地区土样中原位培养共分离获得细菌502株。以根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4)作为报告菌,最终得到11株具有较强降解AHLs能力的细菌,包括假单胞菌5株、不动杆菌4株、变形杆菌和莱茵海默氏菌各1株。大部分细菌可完全降解N-3-羰基十二酰基高丝氨酸内酯(3OC12-HSL),部分细菌对N-(3-氧代己酰)高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)和N-3-氧代辛酰高丝氨酸内酯(3OC8-HSL)具有一定降解活性。【结论】Proteus和Rheinheimera可降解AHLs,为今后防治依赖群体感应的植物细菌病害提供新型生防资源。     

一株高温高效产氢细菌的分离及产氢特征研究

实验组采用非选择性培养、选择性培养、液体培养和固体培养一整套培养方法,结合平面厌氧操作技术与培养瓶厌氧技术,从混合产氢培养液中分离得到1株较好的产氢细菌。细菌需氧实验证明:此细菌为厌氧细菌;Gram实验和芽孢染色实验表明:此菌为革兰氏阴性杆菌,无芽孢。在不同的pH值、不同金属离子与温度下,于间歇式条件下测定其产氢量。实验结果表明:此菌株对pH值敏感,其最适产氢pH值为5.5,最适温度在45℃左右,在最适宜条件下产气量在1000 mL/(5 g葡萄糖),产气周期在15 d左右。金属离子影响实验表明:缺少铁和镁离子对此产气菌株的产气量有明显影响,此菌株对铜离子(0.1 g/L)无抗性。     

颗粒厌氧污泥中的产氢产乙酸细菌研究

本文报道颗粒厌氧污泥中产氢产乙酸细菌的含量及存在方式。在正常运行状态,随着颗粒污泥的培养和生长、产氢产乙酸细菌含量维持在10⁷-10⁸个/ml.一旦厌氧反应器“酸化”,颗粒污泥性能变差,产氢产乙酸细菌急剧下降,减小到约10⁵个/ml.比正常状态低2-3个数级,说明细菌生长受到了不可逆抑制。电镜观察表明,产氢产乙酸细菌的分布不是随机的,它们以微菌落方式存在并排列有序。除了与甲烷短杆菌互营共生外,还发现了一种和甲烷丝菌间的新型互营共生关系,分析