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用DGGE和Real-Time PCR对低温沼气池中产甲烷古菌群落的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用DGGE及Real-Time PCR技术对不同地区低温沼气池中沼泥行进发酵前期、后期产甲烷古菌群落变化进行了研究.DGGE技术用于分析发酵前后产甲烷古菌优势群落的变化;Real-Time PCR技术用于分析发酵前期、后期样品产甲烷古菌的数量变化.结果表明,沼气低温发酵的过程中,不同沼泥样品发酵前期、后期产甲烷古菌的优势群落差异明显且数量上也存在较大差异;主要变化的产甲烷古菌的优势群落为甲烷粒菌属(Methanocorpusculum),甲烷八叠球菌属(Methanosarcina),甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta).甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)在黑龙江沼泥样品(A1)发酵后期成为优势群落,甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta)在山东发酵前期(B1),后期样品(B2)及安徽发酵前期样品(C1)中占有绝对优势.产甲烷古菌的数量介于104 ～ 105个·mL-1之间,其中黑龙江样品中产甲烷菌数量最多,而安徽样品中产甲烷菌数量最少. 相似文献
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冯蕾陈竞代金平杨新平古丽.艾合买提 《中国沼气》2014,(6):9-15
利用PCR-DGGE方法分析不同菌剂处理对羊粪沼气发酵微生物种群多样性的影响,了解低温条件下(15℃)羊粪沼气发酵过程中优势细菌群落结构多样性变化规律,从而为北方地区冬季低温沼气发酵促进菌剂的筛选奠定理论基础。通过对不同发酵处理的羊粪沼气反应器中取样,采用溶菌酶法,分别进行沼液中总DNA的提取,总DNA经纯化后采用引物341F-GC和518R进行细菌16S r DNA基因V 3区PCR扩增,扩增产物进行两种胶浓度变性梯度凝胶电泳(DGGE)分离并回收优势条带和变化明显的条带进行扩增、测序及系统进化树的绘制,分析其细菌结构多样性。序列比对的结果表明,羊粪沼气反应器中的优势细菌菌群为:回收的44条带中拟杆菌门(Bacteroidetes)占32%,变形菌门(Proteobacteria)占30%,厚壁菌门(Firmicutes)占36%。其中,在15℃条件下,反应器中细菌优势基因片段更为丰富均匀,存在相对稳定的优势种群,且各处理的优势菌的丰度比对照组中相应菌的丰度更强,存在差异条带,细菌种群变化明显,优势种群亦有所不同,主要有Clostridium sp.,Proteiniphilum sp.,Bacteroidales bacterium,Pseudomonas sp,Advenella sp.等,其中低温下菌剂处理的以梭菌属菌(Clostridium)表现有较高的丰度;而在30℃条件下,主要有Bacteroidales bacterium,Hydrogenophaga sp.,Pseudomonas sp,Clostridiales bacterium等,其中以噬氢菌属(Hydrogenophaga)Hydrogenophaga sp.表现有较高的丰度,条带多样性数量比15℃的要少,添加菌剂处理对细菌种群变化影响不明显。 相似文献
3.
好氧堆肥是我国餐厨垃圾资源化的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其启动微生物及不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。通过对比有无菌种启动发酵体系,并分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。该研究采集中源创能餐厨垃圾处理厂的各个工艺单元及出料样品,以无菌系发酵为对照,采用Miseq高通量测序技术,研究启动菌剂对各工艺单元菌群组成、丰度、优势菌群的影响。结果表明:1、餐厨底物经复合菌种发酵后微生物多样性在不断增加(香农指数各个单元的变化规律为2.69—2.81—3.39),而无菌系启动的发酵体系微生物多样性并无显著增加,且杂乱无规律。2、主成分分析表明复合菌系启动下,前两个仓的样品聚类到了一起,说明发酵体系需要一个短暂的适应期。3、在门水平上,复合菌种发酵体系中Firmicutes(厚壁菌门)始终占优势地位,其次是变形菌门,而无菌种发酵体系中Proteobacteria(变形菌门)为优势菌门,Firmicutes(厚壁菌门)次之,在属水平上,复合菌种发酵体系的优势菌属为Lactobacillus(乳杆菌)和Exiguobacterium(微小杆菌),而无菌种发酵体系的优势菌属为Ignatzschineria(依格纳季氏菌属)和Lactobacillus(乳杆菌)。4、经过KEGG功能注释后发现两体系均由碳水化合物运输代谢和氨基酸转运代谢占主导,系相同的餐厨底物所致。该研究明确了典型复合菌剂启动下的餐厨垃圾好氧堆肥处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。 相似文献
4.
泥火山地质结构特殊,孕育着独特的微生物资源。该研究采用454高通量测序技术,分析了我国新疆独山子泥火山群和乌苏泥火山群的古菌和细菌群落组成。发现独山子和乌苏古菌群落主要由产甲烷古菌Methanosaeta(丰度分别为34.6%和49.4%),Methanolobus(27.8%和7.5%),Methanosarcina(4.9%和0.6%)和Halalkalicoccus(0.8%和11.7%)组成,表明在独山子和乌苏中存在产甲烷代谢途径,并主要通过乙酸和甲基营养类型产甲烷古菌来完成的;独山子和乌苏的细菌群落主要为Proteobacteria(丰度分别为40.1%和37.2%),Chloroflexi(15.7%和7.3%),Firmicutes(13.9%和22.1%),Actinobacteria(4.0%和7.0%)和Bacteroidetes(2.6%和5.2%),但两者在OTU水平差异显著:独山子中最优势的OTU 02(11.6%)属于unclassified Anaerolineaceae,OTU 05(8.0%)代表unclassified Bacteria;乌苏中最优势的OTU 01(11.3%)属于unclassifiedγ-Proteobacteria,OTU 03(7.1%)为Acidaminobacter,这表明两座泥火山都群蕴含着丰富的未培养微生物资源,可以为开发和利用极端环境微生物资源提供参考。 相似文献
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接种比例和接种物驯化对榨汁橙渣厌氧发酵的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以榨汁橙渣为原料,研究了不同接种比例(接种物与原料的挥发性固体质量比)对厌氧发酵规律及发酵系统中细菌与古菌群落组成的影响,并探究了接种物驯化对厌氧发酵效率的影响。结果表明:接种比例为8、6和4时厌氧发酵能够正常进行,甲烷累积产率分别达到320. 0、304. 9、242. 6 m L/g,而接种比例为2时仅达到111. 4 m L/g,且在第2天厌氧发酵就进入停滞期,直到第8天才恢复产气;测序结果也显示接种比例为2的发酵系统中芽孢杆菌纲相对丰度下降到1. 88%,Methanosaeta和Methanospirillum的相对丰度也下降到24. 45%和1. 71%,影响了甲烷的产生;按照接种比例为8和6驯化接种物后可以有效缩短厌氧发酵周期,第3轮发酵前4 d的累积甲烷产量占总产甲烷量的95. 75%和93. 40%;接种比例为4条件下,接种物驯化对厌氧发酵的促进效果存在不确定性,驯化效果会受接种物原微生物群落组成的影响;而接种比例为2条件下通过接种物驯化也不能有效提高厌氧发酵的效率。为保障实验结果的准确性、可重复性和提高发酵效率,进行榨汁橙渣厌氧发酵的相关研究时,推荐选择接种比例为6,并进行至少一轮接种物驯化。 相似文献
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水稻秸秆堆肥发酵粗制肥料中微生物多样性研究 总被引：3，自引：0，他引：3
研究基于Illumina平台的高通量测序技术,初步解析等量的、不同氮源添加(尿素和牛粪)的水稻秸秆经堆肥发酵后制得粗制肥料中细菌和真核微生物群落结构和多样性。添加尿素和牛粪发酵成的粗制肥料中分别得到897个和954个细菌可操纵分类单元(Operational taxonomic unit,OTU),以及508个和585个真核微生物OTU,且添加牛粪处理的细菌和真核微生物群落丰富度和多样性均高于添加尿素处理。添加尿素制得粗制肥料以放线菌门(Actinobacteria,71.9%)的Streptomyces(40.9%)和Cellulosimicrobium(22.2%)菌属为最优势的细菌类群,以真菌子囊菌门(Ascomycota,70.0%)的Pichia(46.1%)菌属为主要优势的真核微生物类群。添加牛粪制得粗制肥料以变形菌门(Proteobacteria,58.5%)的Pseudomonas(47.8%)菌属为最优势的细菌类群,以真菌子囊菌门(Ascomycota,42.5%)的Aspergillus(23.9%)菌属和接合菌门(Zygomycota,20.5%)的Mucor(9.4%)菌属为主要优势的真核微生物类群。研究结果表明,不同的氮源添加可导致水稻秸秆堆肥发酵制得粗制肥料中形成具有不同优势种群结构的细菌和真核微生物群落,并会导致腐熟各阶段发挥作用的微生物类群的差异。 相似文献
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1,沼气发自的启动（1）准备;备好发酵原料与接种物,发酵原料以人畜粪便和易分解的植物性原料为主,作物秸秆因出科困难,不能入地。接种物有池塘污浪、积粪坑的老粪、牛粪等,数量以占地容的20％～30％为宜。（2）投料：起动时的发酵浓度控制在4％～6％为宜,先加1／2池水,再加接种物和发酵原料,可防止堵塞。大换料后可在池内留适量残料作接种物。若准备的发酵原料不足,可低浓度启动再逐步补料。吃配合饲料的畜禽粪便中含有残留土枚素和驱虫剂等药物,对沼气微生物有抑制作用,使用这类粪便时,必须堆沤3～sd才能入地。（3）加水封池… 相似文献
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以废弃菌棒为主要原料,添加牛粪和草炭,进行堆肥发酵,取腐熟完成后的2种肥料样品DNA,采用16SrDNA V3+V4区和ITS2高通量测序方法,研究不同配方粗制肥料中微生物多样性和群落结构的差异。结果表明,"牛粪+菌棒"制得的有机肥生物多样性高于"草炭+菌棒",且真菌差异大于细菌;"牛粪+菌棒"有机肥相对"草炭+菌棒"有机肥具有10个优势细菌属和6个真菌属,"草炭+菌棒"有机肥相对"牛粪+菌棒"有机肥具有14个优势细菌属和4个真菌属。两种配方堆肥制得的有机肥微生物群落结构无显著性差异。研究发现了多种具有农业价值的功能菌,可为功能性微生物的开发利用提供科学依据。此外,也发现一些潜在危害因子,如黄曲霉和杂色曲霉亚种在"牛粪+菌棒"有机肥中丰度较高,产生的黄曲霉毒素、杂曲霉毒素易造成农作物污染。 相似文献
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《中国沼气》2020,(3)
为了研究沼液回流对推流式厌氧反应器(PFR)厌氧消化效率的影响,文章采用有效容积为36 L的PFR,以牛粪为底物,进料浓度TS为7～10%,发酵温度38℃±1℃,水力停留时(HRT)为20 d条件下连续运行100 d。结果发现:50%的沼液回流能够提升反应器产气效率,在沼液回流运行期,日产气量最高达到57.92 L·d~(-1),容积产气率为1.58 L·L~(-1)d~(-1),甲烷含量为68.9%。平均挥发性有机物产气率为433.03 L·kg~(-1) VS (干物质产气率为366.99 L·kg~(-1) TS),相比于未回流沼液运行期提升42.46%,底物转化效率提高了17.84%。通过对沼液回流运行期的微生物群落组成分析可以看出,细菌主要以Firmicutes和Bacteroidetes具有降解纤维类及大分子的水解酸化菌为主。古菌则以Methanothrix和Methanospirillum为绝对的优势产甲烷菌为主。该研究结果可为以牛粪为原料的大型沼气工程提高整体效率和能量输出提供基础参考数据。 相似文献
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为了研究超声预处理对畜禽粪污厌氧消化的影响、优化超声预处理工艺，以牛粪为研究对象，结合修正的Gompertz方程分析厌氧消化的产气潜力和动力学过程，并采用宏基因组测序分析微生物群落的结构与组成。结果显示，适宜强度的超声预处理可有效破坏大分子有机质底物结构，对牛粪厌氧消化有一定促进作用。在200 W、400 W超声20 min时，两组VS沼气产率最高，提升效果分别为7.88%、8.04%;两组反应器中甲烷含量可提高至60%及以上。修正的Gompertz模型可以很好预测不同超声预处理下牛粪的产甲烷潜力(相关性系数R2>0.99)。在200 W超声20 min, TS、VS去除率分别可达41.56%、52.78%,比对照组提高了6.59%、7.08%;超声预处理厌氧消化后样品中优势微生物菌群丰度均高于未预处理组，其优势菌群主要为厌氧消化过程中产甲烷相关的微生物。研究表明选取超声预处理对提高牛粪厌氧消化效率有积极影响，同时还能减少病原微生物在环境中的传播风险。 相似文献
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利用高通量测序分析对实验室自制酒糟鱼和市场上酒糟鱼进行分析,研究不同酒糟鱼微生物群落的多样性。结果表明:发酵可以有效提高酒糟鱼微生物群落分布的多样性,实验室自制酒糟鱼菌种丰度低于市场,菌种多样性和菌群丰度差异项高于市场。实验室自制酒糟鱼中微生物主要以乳酸杆菌属、布丘氏菌属、小球菌属、弧菌属、芽孢杆菌属等为主;而市场上酒糟鱼中微生物菌属以乳酸杆菌属、魏斯氏菌属、嗜冷杆菌属、嗜冻菌属、漫游球菌属等为主。两种酒糟鱼样品都以乳酸杆菌为主要优势菌种,其他优势菌种包括漫游球菌属、葡萄球菌属等6种,对酒糟鱼发酵过程影响显著。 相似文献
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《中国沼气》2020,(3)
传统餐厨垃圾好氧堆肥周期长,系统难以稳定连续运行,其中反应器构型和微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对实际运行条件下的反应器内微生物群落结构的研究较少。通过分析实际运行项目中微生物的多样性与群落结构,为进一步优化餐厨垃圾处理工艺,促进PFR反应器系统的稳定和高效运行,挖掘特定功能微生物,提高资源利用效率提供科学依据。该研究采集德清县11个项目的出料样品,采用Illumina Miseq高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及其相关性。结果表明:1)11个项目的微生物群落组成相似,其中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是相对丰度最高的2个菌门,优势菌属为微小杆菌(Exiguobacterium)乳酸杆菌(Lactobacillus),柠檬酸杆菌(Citrobacter),不动杆菌属(Acinetobacter)和假单胞菌(Pseudomonas); 2)底物越丰富,进料量越小,越有利于出料的品质; 3)出料感官品质高,微生物多样性也较高; 4)在OTU水平上,葡萄球菌属与芽孢杆菌属、根瘤菌属均呈负相关,葡萄球菌的迅速增殖抑制了对发酵有益的芽孢杆菌属和根瘤菌属的生长,因此导致样品04-DS的发酵失败; 5)餐厨垃圾处理过程中的部分菌属可能具有资源-环境双重属性,例如在出料中相对丰度较高的Pseudomonas,既是常见的致病菌,也具有生产聚羟基脂肪酸酯的功能。该研究明确了新型PFR餐厨垃圾高温强化好氧堆肥处理的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。 相似文献
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接种物的特性关系到能否正常启动厌氧消化系统，是厌氧消化系统启动成败的关键所在。以牛粪(NF)、秸秆厌氧消化液(ZY)和餐厨干发酵物出料(CN)3种接种物为研究对象，研究了不同接种物对不同原料产氢烷潜力的影响及其微生物群落结构特性。结果表明：厨余-CN和玉米秸秆-NF组的最高产甲烷和产氢速率分别为42.4和26.5 mL·g-1VS·d-1。玉米秸秆-NF组的累积甲烷产量最高为80.9 mL·g-1VS,分别比其它实验组累积产甲烷量高出18.1%～255.4%。玉米秸秆-NF组在产甲烷和产氢气方面均为最优，其次是厨余-CN组。Proteiniphilum(16.2%)、Turicibacter(12.6%)和Methanocorpusculum(80.5%)、Methanobrevibacter(18.6%)是NF接种物在属水平上的优势细菌和古菌。因此，不同微生物样本的微生物群落结构存在较大显著性差异，不同原料的产氢烷潜力均受不同接种物中的多种微生物种类和丰度的影响，牛粪接种物消化玉米秸秆原料的产氢产甲烷潜力最优。 相似文献
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《中国沼气》2017,(2)
文章以马铃薯皮渣和牛粪为原料,通过厌氧发酵装置,进行混合发酵产沼气实验。将马铃薯皮渣和新鲜牛粪分别以100:0,80:20,50:50,20:80和0:100的比例均匀混合,利用自制的厌氧发酵装置在30℃的恒温条件下持续发酵34 d。通过测定反应体系的产气速率、沼气中CH_4含量、累计产气量、反应体系pH值变化情况,探究不同比例的马铃薯皮渣与牛粪配比对发酵产气效果的影响。研究表明,添加高比例的马铃薯皮渣对累计产气量具有明显优势,而牛粪对于加快产气速率具有明显促进作用。马铃薯皮渣和新鲜牛粪以80:20配比添加的反应体系累计产气量最高,但CH_4的平均浓度较低,连续34 d产CH_4平均浓度为58%。未添加马铃薯皮渣即配比为0:100发酵体系所产沼气中CH_4平均浓度高达75%,但累计产气量较低。因此,从原料有效利用角度考虑,马铃薯皮渣与牛粪配比为80:20时最适合发酵,TS有效利用率为35.22%,产气率为291.71 L·kg~(-1)。 相似文献
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农村家用沼气发酵原料主要是作物秸秆,人畜粪便、树叶和杂草等。在入池时,应该按照适宜的碳氮比配制。据有关资料分析和实践证明,农村沼气发酵原料的碳氮比一般在25～30:1才能获得持久均衡而充足的沼气。配制发酵原料适宜的碳氮比,首先要弄清入池原料的碳氮比。如粪类为富氮原料,鲜猪、牛粪的碳氮比分别为13:1和25:1, 相似文献
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为研究寒区猪粪厌氧发酵产沼气时接种低温驯化污泥对反应体系发酵产气的影响,笔者进行了低温污泥的驯化培育,低温污泥(10℃和15℃)与传统中温污泥(约30℃)在低温条件下的发酵产气对比试验,以及低温驯化污泥的现场工程投加示范。实验结果显示,随着驯化时间的延长,低温污泥的容积产气率和CH4含量都随之增加,并以15℃的驯化效果较好;低温驯化后,污泥中厌氧发酵菌群依然保持较好的生长活性;在10℃和15℃下的猪粪厌氧发酵过程中,经过驯化培育的低温接种污泥与传统中温接种污泥相比,容积产气率、总产气量以及甲烷含量都较高;工程现场投加1%低温驯化污泥后,容积产气率都维持在0.2 m3·m-3d-1以上,最高达0.35 m3·m-3d-1。通过以上结果可知,接种低温驯化污泥可以提高低温环境下厌氧发酵的沼气产量和产率,并具有经济可行性和实际效益。 相似文献