低温产甲烷菌分离鉴定及发酵产气初步研究 目录 研究背景、内容、意义 实验部分 结论及展望 致谢 42研究背景 化石能源是不可再生能源，终有一天会枯竭；未来生物质能等新能源的发展将举足轻重。 沼气是一种可再生能源，对于自然条件差，生态环境脆弱的新疆农村牧区，减缓传统用能方式产生的植被破坏将具有重要意义。 新疆位于我国西北严寒地区，冬季气温、地温低，达不到最佳厌氧发酵温度；研究表明沼气产量下降，是由于中温厌氧发酵菌群进入冬季后，受低温影响活力下降和大量菌株衰亡。 因此，沼气能源在新疆的推广，受制于低温厌氧发酵。产甲烷菌为厌氧发酵菌群代谢途径中关键，低温下产甲烷菌活力下降使得整个代谢途径都会受到抑制。 本课题选择筛选耐低温产甲烷菌做为解决低温厌氧发酵途径 大分子有机物 糖、蛋白、脂肪 水解 VFA、氨基酸、 单糖、H2、CO2 酸化 短链脂肪酸等 乙酸 β氧化、糖酵解、脱氨基 异型 乙酸发酵 同型 乙酸发酵 氧化脱羧 甲烷 累积的 H2、CO2 CO2还原 研究内容 低温厌氧富集培养产甲烷菌 不同低温生境采集样品 厌氧滚管分离 纯化鉴定 （丰富生长） 纯产甲烷菌株 形态学、生物特性研究 分子生物学鉴定 耐低温兼性常温筛选 耐低温产甲烷菌株驯化 模拟 厌氧发酵 菌株厌氧发酵效果评价 本课题研究出发点是， 厌氧发酵关键微生物产甲 烷菌；从不同生境筛选获 得常温发酵且兼性耐低温产 甲烷菌株，改善低温发酵沼 气池厌氧菌群，提高耐低 温产气能力 目录 研究背景、内容、意义 实验部分 结论及展望 致谢 42实验部分 低温产甲烷菌的筛选分离及生物学特性研究低温产甲烷菌的保藏3 菌株的分子生物学鉴定菌株发酵产气的初步研究产甲烷菌富集培养筛选纯化 从越冬沼气池和湖底 采集污泥样品富集产甲烷菌 耐低温产甲烷菌株筛选 菌株形态学观察 荧光相差显微镜下： 观察发绿色荧光 菌株呈叠形不规则球状 不规则裂殖 细胞不运动 SZ-2菌株生物学特性 菌株可用碳源底物、抗生素敏感性 SZ-2菌株可利用碳源底物 ：H2/CO2混合物、甲醇、甲胺、二甲胺、三甲胺作为单一碳源底物产生甲烷；不能在以甲酸盐、乙酸盐、丙醇、丁醇作为唯一碳源的培养基上生长代谢产生甲烷 小结 厌氧分离获得两株产甲烷菌SZ-1、SZ-2 经过筛选，SZ-2菌株符合兼性耐低温且常温也能良好产气要求 SZ-2呈八叠球状 ，15～30 ℃产气良好，TOPT=25 ℃ ；最适pH值6；最适氯化钠浓度0.2 mol/L；H2/CO2、甲醇、甲胺、二甲胺、三甲胺为其可利用单一碳源底物 。 SZ-2菌株不能耐受链霉素和卡那霉素 实验部分 低温产甲烷菌筛选分离及生物学特性研究菌株分子生物学鉴定低温产甲烷菌保藏菌株发酵产气初步研究低温产甲烷菌的保藏 实验部分 低温产甲烷菌的筛选分离及生物学特性研究菌株分子生物学鉴定低温产甲烷菌保藏菌株发酵产气初步研究SZ-2菌株DNA提取、16S rDNA 扩增 克隆 酶切和质粒PCR验证 引物：5，-C/TTAAGCCATGCG/AAGT-3， 5‘-T/CGGGTCTCGCTCGTT G/ACC-3， 菌株测序结果及系统发育分析 小结 菌株SZ-2同源比对和系统发育分析属于产甲烷八叠球菌属菌株（Methanosarcina），并与巴氏甲烷八碟球菌属菌株亲缘关系较近 结合菌株的生理生化和形态学特征分析，菌株SZ-2与巴氏甲烷八叠球菌基本相符，只有最适温度有差异 可能是长期生长在寒冷低温沼气池中适应低温环境驯化的结果 实验部分 低温产甲烷菌筛选分离及生物学特性研究低温产甲烷菌的保藏菌株分子生物学鉴定菌株发酵产气初步研究排水集气 甲烷产量测定：气体体积与气相色谱测定甲烷浓度的乘积 SZ-2菌株驯化 1-2 d，甲烷产量少，共生菌受到刺激生长繁殖 3-5 d，互营共生发酵开始启动 6 d ，SZ-2开始成为优势菌株 6-11 d ，SZ-2菌株复合菌群大量繁殖 结论：6-11 d，经驯化后SZ-2菌株发酵污泥菌群具备良好耐低温发酵高效产气的能力；接种于低温沼气发酵瓶中将有利于改善沼气发酵 厌氧发酵对比实验 一组：牛粪和秸秆混合物未添加外来菌剂进行厌氧发酵，原始菌群不能适应低温15℃环境 二组：SZ-2菌株扩大后发酵牛粪和秸秆混合物，SZ-2菌株需要对发酵环境适应、互营共生关系的建立等，发酵启动时间等受影响 三组：驯化后 SZ-2菌株复合污泥菌群，菌群互营共生关系良好；对低温发酵环境适应能力强；因此从发酵启动时间和产量上都优于前两组 小结 耐低温SZ-2菌株能够适应低温发酵环境并与菌群建立共生关系，低温发酵的启动时间和发酵产气量增长明显 驯化后的含有SZ-2菌株的菌群能更好适应低温发酵，发酵启动时间和产气量提高效果更好 。。。以上简介无排版格式，详细内容请下载查看