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木质纤维素沼气体系中共培养菌群形成及适应性变化研究进展
  • ISSN号:1006-687X
  • 期刊名称:《应用与环境生物学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q939.9[生物学—微生物学] S216[农业科学—农业机械化工程;农业科学—农业工程]
  • 作者机构:[1]江南大学环境与土木工程学院,无锡214122, [2]常州工程职业技术学院,常州213164, [3]江苏省厌氧生物技术重点实验室,无锡214122
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21276114,21506076)、国家科技支撑项目(2014BAC25801)和中央高校基本科研基金(JUSRP11435)资助
中文摘要:

木质纤维素沼气化是生物能源领域最具潜力的技术之一,需要各功能菌群的协同作用和调控.本文综述了水解菌群、丙酸和丁酸互营氧化菌群以及乙酸产甲烷中各类菌群的协同效能.在水解阶段,厌氧真菌与嗜氢甲烷菌、纤维素降解菌和耗氢菌形成互利菌群后,代谢途径发生改变,实现了NAD+的再生,提高了水解效率;水解菌与非水解菌通过功能互补、抑制解除方式发挥作用.丙酸和丁酸互营氧化菌群形成后,适应性变化主要体现在种间距离缩短,电子转移加快及相关基因表达水平提高等方面.高温、高乙酸及高氨氮条件下,乙酸互营氧化产甲烷途径增强,使代谢途径更加灵活.未来菌群研究可从群体感应信号和基因水平转移两方面展开:借助调控因子,结合基因和蛋白质组学等手段深入研究群体感应信号在功能菌群形成中的作用;在菌群的适应性机理方面,通过组学分析来揭示基因水平转移在菌群适应性变化及系统进化中的意义,以便为重塑菌群结构和功能改造提供理论支持.

英文摘要:

Biomethanation from lignocellulosic materials is one of the most promising technology in the field of biomass energy,which involves syntrophic cooperation of function microorganisms.So this paper brief ly reviews f ibrolytic consortia,propionate and butyrate oxidizing consortia by syntrophic culture and various consortia during the acetotrophic methanogenesis process.During hydrolytic stage,mutual consortia formed between anaerobic fungi and hydrogenotrophic methanogens,or cellulolytic and H2-utilizing bacteria improve the efficiency of hydrolysis by altering metabolism pathway and then regenerating NAD+;the fibrolytic and non-fibrolytic bacteria interact with each other by ways of function complementary and disinhibition.Moreover,adaptation changes are mainly ref lected on shortened interspecific distance,accelerated interspecific electron transfer and improved expression of related gene.Under the conditions of high temperature,high concentrations of acetate and ammonia nitrogen,methanogenesis by syntrophic acetate oxidation is enhanced,making the metabolism more flexible.Future studies are carried out in the following aspects.The role of quorum sensing signal on shaping function consortia should be further studied by means of regulatory factor combined with genomics and proteomics analysis.In the aspects of adaptation mechanism,the function of horizontal gene transfer on adaptation changes and systemic evolution should be investigated,which contributes to theoretical foundation in reshaping community structure and transforming microbial function.

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期刊信息
  • 《应用与环境生物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院成都生物研究所
  • 主编:吴宁
  • 地址:成都市人民南路4段9号
  • 邮编:610041
  • 邮箱:biojaeb@cib.ac.cn
  • 电话:028-82890917
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-687X
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1482/Q
  • 邮发代号:62-15
  • 获奖情况:
  • 中国农业期刊金犁奖学术类一等奖(2006),* 中国期刊方阵双效期刊(2002年),* 四川省第二届优秀期刊(2000年),* 四川省一级学术期刊(1998年)
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:23016