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农业与技术 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 107-111.DOI: 10.19754/j.nyyjs.202403150025

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一株产电菌的产电性能及低温沼气发酵过程微生物群落特征

茆军 谢玉清 陈竞 周留艳   

  1. 1.新疆农业科学院生物质能源研究所,新疆乌鲁木齐830091; 2.新疆农业科学院微生物应用研究所,新疆乌鲁木齐830091
  • 出版日期:2024-03-15 发布日期:2024-03-15
  • 作者简介:茆军(1974-),男,博士,副研究员。研究方向:农业有机废弃物资源化利用:通讯作者周留艳(1993-),女,硕士,助理 研究员。研究方向:农业有机废弃物资源化利用。
  • 基金资助:
    新驱农业科学院农业科技创新稳定支持专项(项目编号:kywdzc-2022005-4);新驱农业科学院青年骨干创新计划项目(项 目编号:xjnkq-2022019)
  • Online:2024-03-15 Published:2024-03-15

摘要: 在利用牛粪和小麦秸秆为原料,采用实验室模拟低温生产沼气试验进行低温沼气发酵过程中,筛选到1 株产电菌H11,鉴定为Shewanella属。该菌在自制人工双室微生物燃料电池中具有良好的产电性能,产电功率密 度最高可达13.88mW·m2。基因组解析发现了286个与产电相关的基因,分布在与电子转移、细胞色素C相关 蛋白和NADH脱氢酶等16个基因家族。为了探究低温沼气发酵过程中的微生物群落特征,在发酵不同阶段采集 微生物样品,利用分子生物学方法和传统微生物培养法,随着发酵进程的推进,微生物群落在门水平上广古菌门 (Euryarchaeota)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、乌斯古菌门(Woesearchaeota)、泉古菌门(Miscellaneous Crenarchaeota Group)占绝对优势。而在属水平上的优势菌群为甲烷马赛球菌(Methanomassiliicoccus)、甲烷短杆菌属(Methanobre- vibacter)、甲烷我菌属(Methanoculleus),相对丰度分别达到30.1%、17.3%、9.68%,且Methanoculleus的优势 一直持续至发酵的第120天。优势菌群相关性分析表明,随着低温沼气发酵进程的推进,优势菌群由细菌向古菌 演变且二者之间具有紧密的互营关系。

关键词: 产电菌;产电特性;低温沼气发酵;微生物群落特征

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