高氨氮浓度会对厌氧发酵过程中微生物群落结构和活性产生显著的影响,文章利用高通量测序手段考察高氨氮浓度条件下厌氧发酵系统中微生物的活性菌群及代谢途径的差异。结果显示,微生物群落结构随氨氮浓度发生了显著的改变,在高氨氮浓度...高氨氮浓度会对厌氧发酵过程中微生物群落结构和活性产生显著的影响,文章利用高通量测序手段考察高氨氮浓度条件下厌氧发酵系统中微生物的活性菌群及代谢途径的差异。结果显示,微生物群落结构随氨氮浓度发生了显著的改变,在高氨氮浓度条件下,主导微生物由Ruminofilibacter和Lactobacillus向Clostidium和Peptostreptococcus转变;代谢过程也出现了明显的差异,与孢子形成和细胞结构相关的代谢过程基因,如休眠与孢子形成(Dormancy and Sporulation)和细胞壁与荚膜(Cell Wall and Capsule)等相对丰度增加;与细胞分裂相关的代谢基因相对丰度降低;产甲烷过程中相应酶基因的表达量逐渐减少。这些结果表明,高氨氮浓度会改变微生物群落结构形成新的生态位,同时会改变各功能基因的表达活性,降低细胞生长和代谢相关基因表达;休眠和孢子形成,基因表达提高,有助于微生物抵抗高氨氮胁迫。展开更多
采集了中国不同地区的13个猪粪原料沼气工程系统的沼液,利用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术研究了原核微生物群落组成及多样性。结果表明,Firmicutes是猪粪原料沼气工程系统中的主导微生物,其次为Bacteroidetes、Proteobacteria和Chl...采集了中国不同地区的13个猪粪原料沼气工程系统的沼液,利用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术研究了原核微生物群落组成及多样性。结果表明,Firmicutes是猪粪原料沼气工程系统中的主导微生物,其次为Bacteroidetes、Proteobacteria和Chloroflexi。在相似的温度条件下,铵态氮与磷酸盐的比例是影响猪粪原料沼气工程系统原核微生物群落结构及多样性的主要因素。较高的铵磷比会富集Firmicutes门的菌群,尤其是Clostridium sensu stricto属;而较低的铵磷比则有利于Bacteroidetes和Proteobacteria。不同营养类型产甲烷菌对高浓度铵态氮耐受程度不同(氢营养型产甲烷菌>Methanosarcina>Methanosaeta),影响着产甲烷菌群落组成。产甲烷菌和互营菌的群落组成是影响沼气发酵产气效率的重要生物因素,高比例的氢型产甲烷菌和丙酸互营菌更有利于提高产甲烷效率。展开更多
利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径，然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置，以玉米秸秆为发酵原料，分析了在不同温度条件下氢氧化...利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径，然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置，以玉米秸秆为发酵原料，分析了在不同温度条件下氢氧化钠（NaOH）预处理对秸秆木质纤维结构以及厌氧发酵产气效率的影响。结果表明， NaOH预处理能够显著降低玉米秸秆的木质纤维素含量，与未预处理的秸秆相比，经NaOH处理后的秸秆纤维素含量降低了24.4%～33.2%，半纤维素含量降低了14.2%～52.4%，木质素含量降低了9.3%～29.3%。在6%、8%和10%浓度中，经8%NaOH处理的秸秆在55℃下的甲烷产量最高，达到188.7 ml CH4·（gVS）-1，较未处理的增加了84.2%，因此可作为提高秸秆厌氧发酵产气效率的预处理方法。展开更多
基金国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733502)Sichuan Province Science and Technology Project(2017JY0231)National Key Technology Support Program(2014Banaerobicdigestion02B04)
文摘高氨氮浓度会对厌氧发酵过程中微生物群落结构和活性产生显著的影响,文章利用高通量测序手段考察高氨氮浓度条件下厌氧发酵系统中微生物的活性菌群及代谢途径的差异。结果显示,微生物群落结构随氨氮浓度发生了显著的改变,在高氨氮浓度条件下,主导微生物由Ruminofilibacter和Lactobacillus向Clostidium和Peptostreptococcus转变;代谢过程也出现了明显的差异,与孢子形成和细胞结构相关的代谢过程基因,如休眠与孢子形成(Dormancy and Sporulation)和细胞壁与荚膜(Cell Wall and Capsule)等相对丰度增加;与细胞分裂相关的代谢基因相对丰度降低;产甲烷过程中相应酶基因的表达量逐渐减少。这些结果表明,高氨氮浓度会改变微生物群落结构形成新的生态位,同时会改变各功能基因的表达活性,降低细胞生长和代谢相关基因表达;休眠和孢子形成,基因表达提高,有助于微生物抵抗高氨氮胁迫。
文摘采集了中国不同地区的13个猪粪原料沼气工程系统的沼液,利用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术研究了原核微生物群落组成及多样性。结果表明,Firmicutes是猪粪原料沼气工程系统中的主导微生物,其次为Bacteroidetes、Proteobacteria和Chloroflexi。在相似的温度条件下,铵态氮与磷酸盐的比例是影响猪粪原料沼气工程系统原核微生物群落结构及多样性的主要因素。较高的铵磷比会富集Firmicutes门的菌群,尤其是Clostridium sensu stricto属;而较低的铵磷比则有利于Bacteroidetes和Proteobacteria。不同营养类型产甲烷菌对高浓度铵态氮耐受程度不同(氢营养型产甲烷菌>Methanosarcina>Methanosaeta),影响着产甲烷菌群落组成。产甲烷菌和互营菌的群落组成是影响沼气发酵产气效率的重要生物因素,高比例的氢型产甲烷菌和丙酸互营菌更有利于提高产甲烷效率。
文摘利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径，然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置，以玉米秸秆为发酵原料，分析了在不同温度条件下氢氧化钠（NaOH）预处理对秸秆木质纤维结构以及厌氧发酵产气效率的影响。结果表明， NaOH预处理能够显著降低玉米秸秆的木质纤维素含量，与未预处理的秸秆相比，经NaOH处理后的秸秆纤维素含量降低了24.4%～33.2%，半纤维素含量降低了14.2%～52.4%，木质素含量降低了9.3%～29.3%。在6%、8%和10%浓度中，经8%NaOH处理的秸秆在55℃下的甲烷产量最高，达到188.7 ml CH4·（gVS）-1，较未处理的增加了84.2%，因此可作为提高秸秆厌氧发酵产气效率的预处理方法。
