原核微生物菌群的空间分异增强秸秆-猪粪混合发酵效率

摘要：

秸秆与禽畜粪便混合发酵既可增强反应器稳定性又能提高发酵产气效率。然而关于秸秆附着菌群、发酵液菌群的时空动态变化，以及它们与产气效率、环境变量的关系仍然未被全部揭示。采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术，对这一问题进行了研究。结果显示，秸秆猪粪混合发酵能够改善沼气发酵的效率。原核微生物群落在空间上的差异分布可能有助于提升系统的效率。在产气高效的系统中，秸秆吸附菌群如Treponema、ClostridiumⅢ、Alkaliflexus和 Fibrobacter是主要的纤维素降解菌，提供底物给产酸菌。丙酸是发酵液中含量最丰富的挥发性脂肪酸（VFAs），Pelotomaculum可能是该系统主要的丙酸氧化菌，它们与Methanoculleus、Methanosarcina和Methanosaeta协同作用通过二氧化碳/氢营养型和乙酸营养型产甲烷途径，将包括丙酸在内的VFAs最终转化成甲烷。参与氨基酸代谢的Aminobacterium和Cloacibacillus广泛分布于发酵液中，表明蛋白质是一种重要的发酵底物，说明 VFAs 尤其是丙酸和氨基酸的互营代谢可能是秸秆猪粪混合发酵系统的重要过程。这些结果表明，功能菌群的空间分化、稳定的秸秆降解菌群和发酵液菌群的弹性变化有助于维持秸秆猪粪混合发酵系统的稳定性和提高发酵效率。

关键词：发酵、秸秆、猪粪、16S rRNA扩增子高通量测序、原核微生物群落

分类号：Q939(微生物学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划项目2013CB733502；国家自然科学基金项目41301271,41271260。@@@@supported by the National Basic Research Program of China2013CB733502;the National Natural Science Foundation of China41301271,41271260

在线出版日期：2014-06-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1792-1799