产甲烷菌菌落特性及分子生物学研究汇总.
甲烷产生菌的生态和功能研究
甲烷产生菌的生态和功能研究随着人们对气候变化的越来越关注，碳排放和温室气体的影响也逐渐被人们所重视。
在温室气体中，甲烷是一种重要的成分，它的危害性远远高于二氧化碳。
而甲烷的产生往往与一些微生物有关，其中最主要的就是甲烷产生菌。
本文将从生态和功能两方面来探讨甲烷产生菌。
一、甲烷产生菌的生态研究1. 常见的甲烷产生菌甲烷产生菌分布非常广泛，主要生活在土壤、水体、泥炭、沼泽等地方，其中最常见的是蜡样芽孢杆菌属、甲烷古菌属、甲烷杆菌属、甲烷嗜热菌属等。
这些菌多数生活在缺氧、高压、高温、高盐、酸碱极端等条件下，它们与其他微生物及其所处环境之间的相互作用非常复杂。
2. 甲烷产生菌的代谢途径甲烷产生菌的代谢途径可以分为两种类型：氢气甲烷型和甲酸甲烷型。
其中，前者的代表是甲烷杆菌，后者的代表是蜡样芽孢杆菌。
它们通过不同的途径将二氧化碳还原成甲烷。
3. 不同的甲烷产生菌的耐受性和适应性不同的甲烷产生菌对环境的耐受性和适应性也不同。
比如，甲烷古菌可以在极端的高温环境下生存，而蜡样芽孢杆菌则能够在低温环境下工作。
此外，在酸碱度等方面，甲烷杆菌和嗜热菌属也有所不同。
4. 甲烷产生菌与其他微生物的相互作用甲烷产生菌与其他微生物之间的相互作用是一个复杂的过程。
在沼泽、水稻田等环境中，甲烷产生菌与甲烷氧化菌之间的竞争极为激烈。
而在海洋等环境中，氮循环和硫循环与甲烷产生之间的相互作用尤为引人注目。
二、甲烷产生菌的功能研究1. 生产甲烷甲烷产生菌最主要的功能就是生产甲烷。
它们将可溶性有机物质分解为短链有机酸，并进一步转化为甲酸和二氧化碳。
而甲酸再被还原成甲烷，这个过程非常依赖于细胞内的甲烷酶。
甲烷产生菌在自然界中一方面起到了环境调节的作用，同时也为人类提供了能源来源。
2. 分解有机物质甲烷产生菌除了生产甲烷之外，还能够分解有机物质。
例如，它们可以将蛋白质、脂肪等有机物质分解为氨、硫化氢和二氧化碳等化合物，这些化合物在自然界中也扮演着重要的角色。
产甲烷菌有何特点
产甲烷菌有何特点？甲烷菌的特点是：一、生长非常缓慢，如甲烷八叠球菌在乙酸上生长时其倍增时间为1至2天，甲烷菌丝倍增时间为4至9天;二、严格厌氧，对氧气和氧化剂非常敏感，在有空气的条件下就不能生存或死亡;三、只能利用少数简单的化合物作为营养;四、它们要求在中性偏碱和适宜温度环境条件;五、代谢活动主要终产物是甲烷和二氧化碳为主要成分的沼气。
甲烷菌1．是专性严格厌氧菌甲烷细菌都是专性严格厌氧菌，对氧非常敏感，遇氧后会立即受到抑制，不能生长、繁殖，有的还会死亡。
2．生长繁殖特别缓慢甲烷细菌生长很缓慢，在人工培养条件下需经过十几天甚至几十天才能长出菌落。
据麦卡蒂（McCarty）介绍，有的甲烷细菌需要培养七八十天才能长出菌落，在自然条件下甚至更长。
菌落也相当小，特别是甲烷八叠球菌菌落更小，如果不仔细观察很容易遗漏。
菌落一般圆形、透明、边缘整齐，在荧光显微镜下发出强的荧光。
甲烷细菌生长缓慢的原因，是它可利用的底物很少，只能利用很简单的物质，如CO2、H2、甲酸、乙酸和甲基胺等。
这些简单物质必须由其它发酵性细菌，把复杂有机物分解后提供给甲烷细菌，所以甲烷细菌一定要等到其它细菌都大量生长后才能生长。
同时甲烷细菌世代时间也长，有的细菌20分钟繁殖一代，甲烷细菌需几天乃至几十天才能繁殖一代。
3．都是原核生物能形成甲烷的细菌都是原核生物，目前尚未发现真核生物能形成甲烷。
甲烷细菌有球形、杆形、螺旋形，有的呈八叠球状，还有的能联成长链状。
4．培养分离比较困难因为甲烷细菌要求严格厌氧条件，一般培养方法很难达到厌氧，培养分离往往失败。
又因为甲烷细菌和伴生菌生活在一起，菌体大小形态都十分相似，在一般光学显微镜下不好判明。
美国著名微生物学家——Hungate 50年代培养分离甲烷细菌获得成功。
以后世界上有很多研究者对甲烷细菌进行了培养分离工作，并对Hungate分离方法进行了改良，能很容易地把甲烷细菌培养分离出来。
甲烷细菌在自然界中分布极为广泛，在与氧气隔绝的环境都有甲烷细菌生长，海底沉积物，河湖淤泥，沼泽地，水稻田以及人和动物的肠道，反刍动物瘤胃，甚至在植物体内都有甲烷细菌存在。
低温产甲烷菌群的富集效果研究
低温产甲烷菌群的富集效果研究随着气候变化以及对化石燃料的日益严重依赖，寻求可持续的能源来源变得更加急迫和必要。
在这样的趋势下，甲烷成为了一种备受关注的新型能源形式。
低温产甲烷菌群是指存在于寒冷环境中并且可以利用CO2和氢气产生甲烷的一类细菌，其在促进甲烷生产以及CO2的减排等方面有着广泛的应用前景。
因此，对低温产甲烷菌群的富集效果进行研究具有重要意义。
一、低温产甲烷菌群的营养代谢途径及其生态特点低温产甲烷菌群是一类厌氧性的细菌，从营养代谢途径来看，其可利用CO2和H2或者有机物质进行甲烷产生的微生物过程。
甲烷是一种强温室气体，在全球变暖的今天，低温产甲烷菌群不仅能够促进甲烷的生产，而且可以通过将CO2转化为甲烷来减轻温室气体的累积。
从生态特点来看，低温产甲烷菌群广泛分布在各种不同的环境中，比如淡水湖泊、寒冷海洋、寒冷沼泽、沉积物等地方。
当它们在低温的环境下富集之后，不仅能够促进甲烷的产生，而且还可以促进有害气体的去除，从而对环境有着积极的作用。
二、低温产甲烷菌群的富集方法目前，对低温产甲烷菌群的富集方法有多种，包括传统的压力囊式发酵仪、流式细胞仪、连续培养器等方法。
其中，压力囊式发酵仪是一种利用培养压力控制富集低温产甲烷菌群的方法，它把不同产甲烷细菌分别富集在不同的层中；连续培养器则是一种采用连续通气方式的生物反应器，有利于调节反应物浓度使菌群迅速适应环境并提高甲烷产率。
除此之外，近年来，PCR-DGGE技术也被广泛应用于富集低温产甲烷菌群中，它能够根据不同的群落结构特点进行鉴别，获取不同生态环境中低温产甲烷菌群的特定结构信息。
三、低温产甲烷菌群的富集效果及其因素低温产甲烷菌群的富集效果受到众多因素的影响，包括压力、温度、PH值、矿物质元素、底泥微生物等。
同时，不同的富集方法也对该菌群的富集效果产生影响。
在压力囊式发酵仪富集低温产甲烷菌群时，通过外加压力控制盒内气压，在底部设置之压力小孔，可以控制甲烷和二氧化碳的释放和分布，使不同产甲烷菌分别分布在盒底部的不同培养层中，从而获得较好的富集效果。
产甲烷菌
产甲烷菌胡俊英 222010328210116动医二班摘要：产甲烷菌（Methanogenus），是专性厌氧菌，属于古菌域，广域古菌界，宽广古生菌门。
1974年《伯杰氏细菌鉴定手册》（第八版）中将其归属于1科、3属、9种。
截至1992年已发展为3目、7科、19属、70种。
截至2009年已发展为4目、12科、31属。
1979年，Balch和Wolfe通过16S rRNA测序将产甲烷菌发展为3目（甲烷杆菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目）4科7属14种。
1993年，Boone将甲烷八叠球菌科上升为一个目，建立了火热产甲烷菌目，至此产甲烷菌发展为5目10科25属59种。
2001年，Bergey's Manual of Systematic Bacteriology将产甲烷菌放在宽广古生菌门（Euryarchaeota）中，至此产甲烷菌发展为3纲，5目，10科，26属，78种。
产甲烷菌属于古菌域（Archaea），广域古菌界（Euryarchaeon），宽广古生菌门（Euryarchaeota）。
关键词：产甲烷细菌，厌氧分离技术，产甲烷作用产甲烷菌（Methanogenus），是专性厌氧菌，属于古菌域，广域古菌界，宽广古生菌门。
1974年《伯杰氏细菌鉴定手册》（第八版）中将其归属于1科、3属、9种。
截至1992年已发展为3目、7科、19属、70种。
截至2009年已发展为4目、12科、31属。
1979年，Balch和Wolfe通过16S rRNA测序将产甲烷菌发展为3目（甲烷杆菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目）4科7属14种。
1993年，Boone将甲烷八叠球菌科上升为一个目，建立了火热产甲烷菌目，至此产甲烷菌发展为5目10科25属59种。
2001年，Bergey's Manual of Systematic Bacteriology将产甲烷菌放在宽广古生菌门（Euryarchaeota）中，至此产甲烷菌发展为3纲，5目，10科，26属，78种。
分子生物学技术在产甲烷古菌多样性研究中的应用
分子生物学技术在产甲烷古菌多样性研究中的应用作者：张瑞雍晓雨周俊等来源：《江苏农业科学》2015年第01期摘要：产甲烷菌在自然界中分布广泛，是一类重要的严格厌氧原核微生物，其参与的产甲烷作用通常发生在厌氧发酵过程的最后一步，可将无机物或有机化合物最终转化成甲烷和二氧化碳。
由于产甲烷菌独特的厌氧代谢机制，使其在自然界碳素循环过程中起着重要作用，因此对于产甲烷菌的多样性以及代谢机制的研究越来越受到人们的关注。
相对于传统的培养检测方法，分子生物学技术对于产甲烷菌的多样性及其群落结构的检测更为便捷、准确和科学。
介绍了产甲烷古菌的系统分类学发展，系统地阐述了产甲烷菌定性和定量的分子生物学检测方法，总结了不同技术在产甲烷菌多样性研究中的最新成果，最后提出多种技术的复合应用将成为研究的热点。
关键词：产甲烷古菌；生物多样性；分子生物学技术；检测；复合应用中图分类号： Q939.97文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0016-05收稿日期：2014-03-07基金项目：国家“973”计划（编号：2013CB733502）；国家自然科学基金（编号：21307058、21207065）；中国科学院环境与应用微生物重点实验室开放基金（编号：KLCAS-2013-05）；江苏省农业自主创新资金[编号：CX（13）3045]；江苏省高校自然科学研究面上项目（编号：13KJB610006）。
作者简介：张瑞（1990—），女，江苏连云港人，硕士，主要从事微生物和分子生物学的研究。
E-mail：zhangrui1030@。
通信作者：郑涛，男，教授，主要从事生物能源、生物材料方向的研究。
Tel：（025）58139929；E-mail：zhengtao@。
能源和环境是制约当今世界经济可持续发展的两大关键问题，可再生生物质能源的研究显得尤为重要。
沼气是最早被人们开发并获得广泛应用的一类可再生能源。
沼气所产生的能量不仅能够减少化石能源的消耗，而且可以大大减少温室气体的排放，同时具有极大的经济效益，因此关于沼气的研究在世界范围内引起广泛的关注[1]。
产甲烷菌1
产甲烷菌产甲烷菌（Methanogenus），是专性厌氧菌，1974年《伯杰氏细菌鉴定手册》（第八版）中将其归属于1科、3属、9种。
截至1992年已发展为3目、7科、19属、70种。
人们对产甲烷菌的认识约有150年的历史。
人们对产甲烷菌有极大的兴趣是在于产甲烷菌对天然气的形成，在自然界与水解菌和产酸菌等协同作用，使有机物甲烷化，产生有经济价值的生物能物质——甲烷。
产甲烷菌的细胞结构产甲烷菌的细胞结构：细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。
产甲烷菌有革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，它们的细胞壁结构和化学组分有所不同。
也是与真细菌的区别点。
细胞封套有四种：1.大多数G+产甲烷菌的细胞壁在结构上与G+真细菌相似，细胞壁有一层和三层的，单层的厚度为10～20nm，如甲烷杆菌属与甲烷短杆菌属。
巴氏甲烷八叠球菌的细胞壁只有一层，厚约200nm。
它们化学成分与G+真细菌的不同，不含细胞壁（即不含二胺基庚二酸或细胞酸）而是假细胞壁质或是未化的异多糖。
三层的细胞壁壁厚为20～30nm，有内层、中层和外层。
外层在细胞分裂横隔形成时消失，如瘤胃甲烷短杆菌。
2.G+的炽热高温甲烷菌的细胞壁外有一层六角形的蛋白质亚基即S层覆盖。
3.G-产甲烷菌不具有球囊多聚物或外膜。
只有一层六角形或四角形的，由蛋白质亚基或糖蛋白亚基组成的S层。
4.甲烷螺菌的细胞质膜外只有一层由蛋白纤维组成的鞘包裹几个细胞。
其厚度为10nm。
产甲烷菌的生理特性1.营养特性：甲烷细菌的能源和碳源物质主要有5种，即H2/CO2、甲酸、甲醇、甲胺和乙酸。
2.特殊辅酶：F420：是黄素单核甘酸的类似物，分子量为630的低分子量荧光化合物。
它是甲烷细菌持有的辅酶，在形成甲烷过程中起着重要作用。
其特点：(1)当用420nm波长的紫外光照射时，能产生自发蓝绿荧光，这一现象可借以鉴定甲烷细菌的存在。
（2）中性或碱性条件下易被好氧光解，并使酶失活。
产甲烷菌群对秸秆低温厌氧发酵的生物强化作用研究
产甲烷菌群对秸秆低温厌氧发酵的生物强化作用探究摘要：本探究旨在探究产甲烷菌群对秸秆低温厌氧发酵的生物强化作用。
探究选取常见的秸秆作为底物，通过添加产甲烷菌群进行低温厌氧发酵试验。
试验结果表明，产甲烷菌群可显著提高秸秆的甲烷产量，并改善发酵过程的稳定性。
此探究对于秸秆资源化利用及生物能源开发具有重要的指导意义。
一、引言秸秆资源巨大，但由于其纤维素和木质素的难降解性，使得其直接利用具有一定的局限性。
厌氧发酵是一种将秸秆转化为沼气的能源利用方式，对于秸秆资源化利用具有重要作用。
然而，在低温环境下，秸秆的厌氧发酵效率较低且容易受到温度波动和pH变化的影响。
因此，探究如何提高秸秆低温厌氧发酵效率，对于增进能源利用和环境保卫具有重要意义。
二、试验材料与方法1. 试验材料选取晒干并破坏的平凡秸秆作为试验的底物。
产甲烷菌群来源于已建立的产甲烷试验系统。
2. 试验方法将秸秆与产甲烷菌群按一定比例混合，加入密闭的厌氧发酵罐中。
控制发酵罐的温度为20℃，并定期采集样品进行监测。
三、结果与谈论1. 物理性质的变化试验发现，添加产甲烷菌群后，秸秆的温度变化更加稳定。
对比试验组和比较组的温度波动状况，明显可以看出添加产甲烷菌群后的发酵体系温度相对稳定。
这可能是因为产甲烷菌群对厌氧发酵过程中的温度变化较为耐受，能够克服外界温度的干扰。
2. 化学性质的变化试验结果显示，添加产甲烷菌群后，秸秆的甲烷含量显著提高。
对比试验组和比较组的甲烷产量，可以看出添加产甲烷菌群后秸秆的甲烷产量明显提高。
这可能是因为产甲烷菌群能够有效分解秸秆中的纤维素和木质素，增进甲烷的生成。
此外，产甲烷菌群的存在也能够提供有利于甲烷产量提高的微环境。
3. 微生物群落的变化添加产甲烷菌群后，发酵过程中的微生物群落发生了变化。
产甲烷菌群能够占据优势地位，抑止其他微生物的生长。
这可能是因为产甲烷菌群对于秸秆的降解具有优势，能够更快速地将秸秆转化为甲烷。
综上所述，产甲烷菌群对秸秆低温厌氧发酵具有明显的生物强化作用。
水稻田优势产甲烷细菌的分离和特性
水稻田优势产甲烷细菌的分离和特性陈美慈;闵航【期刊名称】《浙江农业大学学报》【年(卷),期】1992(018)003【摘要】从浙江农业大学华家池实验农场连作早、晚稻的土中,分离到五株优势的产甲烷细菌菌株.其中的8901,8902和8903菌株为杆状,能利用H_2/CO_2和甲酸,8901和8902菌株还能利用异丙醇为生长和产甲烷的基质,它们的最适生长温度为40℃,与栖息环境温度不相一致,其最适生长pH为7.0～7.5.8904和8905菌株为八叠球菌形,首次报道了8904菌株细胞表面具有花生壳网纹状结构,此外,分离到的五株菌株未检测出具有乙炔还原酶活性.根据形态和其他生理特性,8903菌株为甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium formicicum),8904菌株为巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri),8905菌株为马氏甲烷八叠球菌(Ms.mazei),8901菌株和8902菌株属甲烷杆菌属(Methanobacterium spp.),其确切地位尚待进一步确定.【总页数】6页(P79-84)【作者】陈美慈;闵航【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】S154.3【相关文献】1.发酵床垫料中优势细菌的分离鉴定及生物学特性研究 [J], 王震;尹红梅;刘标;杜东霞;许隽;贺月林2.高温大曲中产酱香优势细菌的分离及耐受特性研究 [J], 余婷婷;赖世强;曹文涛;徐超英;刘涛3.厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再… [J], 程光胜;屠雄海4.水稻田中产甲烷菌数量和优势种 [J], 陈美慈;闵航5.水稻田中占优势的产甲烷菌 [J], 赵英;钱泽澍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
产甲烷菌生物地球化学作用的研究
一、简介产甲烷菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧发酵转化成甲烷和二氧化碳的古细菌。
产甲烷菌是重要的环境微生物，在自然界的碳素循环中起重要作用。
1979年，Balch和Wolfe通过16S rRNA测序将产甲烷菌发展为3目（甲烷杆菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目）4科7属14种。
1993年，Boone将甲烷八叠球菌科上升为一个目，建立了火热产甲烷菌目，至此产甲烷菌发展为5目10科25属59种。
2001年，Bergey's Manual of Systematic Bacteriology将产甲烷菌放在宽广古生菌门（Euryarchaeota）中，至此产甲烷菌发展为3纲，5目，10科，26属，78种。
产甲烷菌属于古菌域（Archaea），广域古菌界（Euryarchaeon），宽广古生菌门（Euryarchaeota）。
人们对产甲烷菌的认识约有150年的历史。
人们对产甲烷菌有极大的兴趣是在于产甲烷菌对天然气的形成，在自然界与水解菌和产酸菌等协同作用，使有机物甲烷化，产生有经济价值的生物能物质——甲烷。
二、分类产甲烷菌是严格厌氧的微生物，在严格厌氧技术发明之前，产甲烷菌的分离培养研究进展缓慢。
巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)和甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium formicium)是最早分离出的产甲烷菌微生物；1950 年Hungate 厌氧分离技术的使产甲烷菌的研究得到迅速的发展。
1974年《伯杰氏鉴定细菌学手册》第八版以产甲烷菌的形态作为分类依据，将其描述为一个独立的科。
第九版《伯杰系统细菌学手册》中产甲烷菌的分类以系统发育的方法划分，包括5 个大目：甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷球菌目(Methanococcales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)、甲烷微菌目(Methanomicrobiales)和甲烷火菌目(Methanopyrales)(Liu and Whitman, 2008; 陈森林, 2010)，每个目的产甲烷菌包含多个科属，现已命名的10 科、31 属分属上述5个目的产甲烷菌。
产甲烷菌的生理生化特性
2014年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:微生物生理学学生所在院（系）：市政环境工程学生所在学科:环境工程学生姓名:丁达学号:1 4S 12 70 62学生类别:工程硕士考核结果阅卷人产甲烷菌的生理生化特性产甲烷菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧发酵转化成甲烷和二氧化碳的古细菌，它们生活在各种自然环境下，甚至在一些极端环境中。
产甲烷菌是厌氧发酵过程的最后一个成员，甲烷的生物合成是自然界碳素循环的关键链条。
由于产甲烷菌在有机废弃物处理、沼气发酵、动物瘤胃中有机物分解利用等过程中的重要作用，同时甲烷是导致全球变暖的第二大温室气体,因此产甲烷菌和甲烷产生机理的研究备受关注。
特别是近几年对产甲烷菌基因组的研究，使人们从基因组的角度、进化的角度对甲烷生物合成机理、甲烷菌的生活习性、形态结构等方面获得更深刻的理解。
关键词：产甲烷菌；显著影响因子；生化特性引言目前能源与环境已成为影响人类社会可持续发展的重大问题，厌氧消化技术在能源生产和环境保护等方面具有突出的优势而倍受青睐。
沼气发酵是自然界极为普遍而典型的厌氧消化反应，各种各样的有机物通过沼气发酵，不断地被分解代谢产生沼气，从而构成了自然界物质和能量循环的重要环节。
厌氧消化是极为复杂的生物过程，在参与反应的众多微生物中，产甲烷菌的优劣和密度是影响厌氧消化效率和甲烷产量的重要因素，因此对产甲烷菌特征以及影响因子的研究成为重点。
二、产甲烷菌概述产甲烷菌的研究开始于1899年，当时俄国的微生物学家奥姆良斯基( Omelianski)将厌氧分解纤维素的微生物分为两类，一类是产氢的细菌，后来称产氢、产乙酸菌；另一类是产甲烷菌，后来称奥氏甲烷杆菌( Methanobacillus omelauskii) 。
1901年Sohzgen对产甲烷菌的特征及对物质的转化进一步作了详细的研究。
1936年Barker对奥氏甲烷菌又作了分离研究。
但这些研究，由于厌氧分离甲烷菌的技术尚不完备，均未取得大的进展。
甲烷菌的生态和生物化学特性
甲烷菌的生态和生物化学特性甲烷是一种极为重要的地球大气气体，它在温室效应、气候变化等方面都扮演着关键性的角色。
在自然界中，甲烷常常由甲烷菌产生。
甲烷菌是一类无色无味、微小而又神奇的微生物，它们通常生存在深海或湿地等处，发挥着至关重要的作用。
本文就甲烷菌的生态和生物化学特性进行详细介绍。
一、甲烷菌的生态分布甲烷菌广泛存在于自然界的许多环境中，包括水体、沉积物和土壤等。
其中，水体和沉积物是甲烷菌的主要栖息地。
甲烷菌在这些环境中可以通过与其他微生物形成复杂的共生关系来生存。
1、水体中的甲烷菌水体中的甲烷菌主要分布在浅海、深海和淡水湖泊等处。
在浅海和深海中，甲烷菌通常生长在富含有机底物的沉积物表面，这是因为这些底物可以为甲烷菌提供氧化甲烷所需的能量。
在淡水湖泊中，甲烷菌主要生长在沉积物中。
此外，甲烷菌还可以生长在河流尾部、湿地和沼泽等生态系统中。
这些环境中的甲烷菌通常会利用有机物质、硫酸盐和二氧化碳等化合物来合成甲烷。
2、沉积物中的甲烷菌沉积物中的甲烷菌主要生长在含有丰富有机质的水体底部。
它们与其他微生物一起形成复杂的生态系统，在这个系统中，甲烷菌从其他微生物的代谢产物中获得能量，并将其转化为甲烷。
这个过程被称作甲烷发酵。
沉积物中的甲烷菌不仅能够形成巨大的甲烷气泡，还可以将甲烷转化为二氧化碳和水，为其他微生物的代谢提供能量。
二、甲烷菌的营养代谢特性与其他微生物相比，甲烷菌的营养代谢特性非常特殊。
它们依赖于甲烷作为主要的能量来源，并利用一些代谢途径将其转化为有机物质。
以下是甲烷菌的两种代谢途径：1、甲烷氧化还原途径甲烷氧化还原途径是甲烷菌将甲烷转化为有机物质的主要途径之一。
在这个途径中，甲烷菌将甲烷氧化为一氧化碳和水，并将其合成为亚甲基四羧酸和二氧化碳。
在这个过程中，甲烷菌需要不断从外界获取氧，以维持氧化甲烷的过程正常进行。
2、醇异构化途径醇异构化途径是甲烷菌将甲烷转化为有机物质的另一种途径。
在这个途径中，甲烷菌将甲烷氧化成甲醇，再将甲醇转化成甲醛。
产甲烷菌的研究进展
目录摘要......................................................................................................................................... - 2 - 0引言................................................................................................................................... - 2 - 1甲烷细菌的简介............................................................................................................... - 2 -1.1甲烷细菌的分类................................................................................................... - 2 -1.2产甲烷细菌的形态特征....................................................................................... - 2 -1.3产甲烷细菌的生理特征....................................................................................... - 2 -1.4产甲烷细菌的营养特征....................................................................................... - 3 - 2产甲烷菌基因组研究....................................................................................................... - 3 -2.1产甲烷菌基因组特征........................................................................................... - 3 - 3产甲烷细菌的分离纯化................................................................................................... - 3 - 3．1 甲烷细菌的分离方法........................................................................................ - 3 - 3．2 甲烷细菌的分离的实验步骤............................................................................ - 3 - 4产甲烷菌的代谢研究....................................................................................................... - 4 -4.1甲烷细菌的基本代谢途径................................................................................... - 4 -4.1甲烷生物的合成途径........................................................................................... - 4 - 5产甲烷菌的应用............................................................................................................... - 5 -5.1在蓄电方面的应用............................................................................................... - 5 -5.2在农业方便的应用............................................................................................... - 5 -5.3产甲烷菌的研究有利于调节全球气候............................................................... - 5 -5.4关于产甲烷菌在新农村建设的贡献................................................................... - 5 - 6产甲烷菌目前面临的问题............................................................................................... - 6 -6.1生长繁殖特别缓慢 ............................................................................................ - 6 -6.2培养分离比较困难 ............................................................................................ - 7 -6.3产甲烷菌的种类发现较少，功能不齐全...................................................... - 7 - 7发展前景........................................................................................................................... - 7 - 8结语................................................................................................................................... - 7 - 参考文献.............................................................................................................................. - 7 - 致谢.................................................................................................................................... - 8 -甲烷细菌的研究进展考号：姓名：（）摘要：产甲烷细菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧发酵转化为甲烷和二氧化碳的古细菌，在地球上碳素循环中起到十分重要的作用，本文综述了甲烷细菌的性质特点，甲烷细菌的分离纯化及甲烷的现代应用和面临的问题。
一株产甲烷菌的生物学特性及系统发育分析的研究
一株产甲烷菌的生物学特性及系统发育分析的研究刘晓凤;徐恒;王娟;邓宇;张辉【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2006(043)003【摘要】采用严格的亨盖特(hungate)厌养技术,从青海湖鸭湖西端沉积物中富集分离得到MQ-4菌株.MQ-4菌株为革兰氏阴性菌、不运动、球状、直径1μm左右.菌落圆形,从无色透明到黄色.该菌能利用甲酸钠及H2/CO2产甲烷.最适生长温度35～40℃,最适pH 7.0,最适盐浓度4%.对MQ-4菌株进行16S rDNA的PCR 扩增,测序并对序列进行分析,构建系统发育树,表明菌株MQ-4属于甲烷袋状菌属.【总页数】6页(P661-666)【作者】刘晓凤;徐恒;王娟;邓宇;张辉【作者单位】四川大学生物资源与生态环境教育部重点实验室,成都,610064;四川大学生物资源与生态环境教育部重点实验室,成都,610064;四川大学生物资源与生态环境教育部重点实验室,成都,610064;农业部沼气科学研究所,成都,610041;农业部沼气科学研究所,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】Q93【相关文献】1.一株低温产甲烷菌的筛选分离与系统发育分析研究 [J], 张硕;叶尔买克;鲁建江2.一株从原蚕分离的微孢子虫的生物学特性及其系统发育分析 [J], 黄旭华; 潘志新;何强; 汤庆坤; 蒋满贵; 李田; 龙江琼; 潘国庆; 郑宁; 鲁成3.一株从原蚕分离的微孢子虫的生物学特性及其系统发育分析 [J], 黄旭华; 何强; 汤庆坤; 蒋满贵; 李田; 龙江琼; 潘国庆; 郑宁; 鲁成; 潘志新4.一株大熊猫肠道厌氧纤维素菌的分离鉴定、系统发育分析及生物学特性的研究[J], 荣华;邱成书;胡国全;刘晓凤;张辉;费立松;徐恒;邓宇5.一株生长pH较宽的产甲烷菌分离与系统发育分析 [J], 胡亚东;袁月祥;闫志英;廖银章;刘晓风;贺蓉娜;张洪森;官家发因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
甲烷生物知识点总结大全
甲烷生物知识点总结大全一、甲烷的生物产生甲烷的生物产生主要有两个路径，一是由甲烷产生菌，在缺氧环境下代谢有机物而产生甲烷，这是一种厌氧发酵过程；二是由甲烷氧化菌在氧气存在下利用甲烷进行代谢，这是一种厌氧发酵过程。
1. 甲烷产生菌甲烷产生菌是一类厌氧细菌，主要包括埃博氏细菌属（Methanobacterium）、甲烷菌属（Methanococcus）和甲烷生成菌属（Methanosarcina）等。
这些细菌在缺氧环境下能够利用有机物进行发酵过程，产生甲烷。
甲烷产生菌主要生活在沼气池、湿地等环境中，是甲烷的重要来源。
2. 甲烷氧化菌甲烷氧化菌是一类厌氧细菌，能够在氧气存在的环境中利用甲烷进行代谢。
甲烷氧化菌主要包括甲烷氧化古菌属（Methylococcus）、甲烷氧化细菌属（Methylocystis）等。
这些细菌在土壤、水体等环境中广泛存在，是甲烷的氧化者，能够有效地控制甲烷的排放。
二、甲烷的生物利用甲烷在生物圈中有着重要的生物利用价值，主要表现在以下几个方面：1. 甲烷作为能源甲烷是一种重要的生物能源，许多微生物有能力利用甲烷进行代谢，获取能量。
例如，甲烷氧化菌能够利用甲烷进行氧化产生能量，为生物提供生长所需的能量。
此外，甲烷也可以被许多微生物利用为碳源，用于细胞合成。
因此，甲烷在生物圈中有着重要的能源意义。
2. 甲烷作为碳源甲烷是一种含碳的气体，可被许多微生物利用为碳源，用于生物合成。
例如，甲烷氧化菌在氧气存在的条件下能够利用甲烷进行代谢，向细胞提供生长所需的碳源。
此外，一些甲烷产生菌也能够利用甲烷为碳源进行生长。
3. 甲烷在生态系统中的作用甲烷在生物圈中除了作为能源和碳源外，还能够参与生态系统的物质循环和能量流动。
例如，甲烷是一种重要的温室气体，对地球的气候和环境有着重要的影响。
此外，甲烷的产生和氧化过程也与微生物的生态学、地质学等有着密切的联系，对生态系统的稳定和健康有一定的影响。
三、甲烷的生物影响甲烷在生物圈中有着重要的影响，主要表现在以下几个方面：1. 对气候的影响甲烷是一种重要的温室气体，对地球的气候有着重要的影响。
产甲烷菌菌落特性及分子生物学研究PPT课件
甲烷生产者之一。
产甲烷菌在农业废弃物处理、生物燃气生产等领域具有广泛应
03
用价值。研究目的与问题研究产甲烷菌的菌落特性，包 括形态、大小、颜色、表面结 构等。
探究产甲烷菌的分子生物学机 制，包括基因组学、转录组学 和蛋白质组学等方面的研究。
分析产甲烷菌在不同环境下的 适应性，为实际应用提供理论 支持。
产甲烷菌的蛋白质组学研究
总结词
蛋白质组学研究关注产甲烷菌在特定生理状态下蛋白质的表达和功能，有助于深入了解其代谢过程和 相互作用。
详细描述
产甲烷菌的蛋白质组学研究通过对其在不同生理状态下的蛋白质表达谱进行分析，揭示了产甲烷菌在 代谢过程中的蛋白质功能和相互作用。此外，蛋白质组学研究还可以为产甲烷菌的抗药性和致病性机 制提供线索，为相关应用提供基础。
05
产甲烷菌的应用研究
产甲烷菌在生物能源领域的应用
生物燃气
产甲烷菌能够将有机废弃物转化 为生物燃气，如甲烷，为可再生 能源的利用提供了一种有效途径 。
生物燃料电池
产甲烷菌能够作为微生物燃料电 池的微生物催化剂，将有机物转 化为电能。
产甲烷菌在污水处理领域的应用
厌氧生物处理
产甲烷菌在厌氧生物处理过程中发挥 重要作用，能够将有机物转化为甲烷 ，同时降低污染物负荷。
产甲烷菌菌落特性及分子 生物学研究
• 引言 • 产甲烷菌概述 • 产甲烷菌的菌落特性 • 产甲烷菌的分子生物学研究 • 产甲烷菌的应用研究 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
01
产甲烷菌在自然界中广泛存在，对全球碳循环和气候变化具有 重要影响。
02
产甲烷菌在厌氧环境中将有机物转化为甲烷，是地球上最大的
产甲烷菌与其他微生物的相互作用
产甲烷 菌生物学特征及其发酵原 理
产甲烷菌生物学特征及其发酵原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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产甲烷菌菌落特性及分子生物学研究
1
厌氧发酵微生物概述
2 产甲烷菌分类及代谢途径
3
产甲烷菌富集与纯化
4
微生物群落研究方法
5
分子多样性研究
第一页
†厌氧发酵微生物概述
不产
基质分解菌群
纤维素降解细菌 半纤维素降解细菌
淀粉降解细菌
脂肪降解细菌
产琥珀酸丝状菌 溶纤维丁酸弧菌 白色瘤胃球菌 牛链球菌 溶脂厌氧弧菌
甲烷菌
沃尔夫互营单细胞菌
挥发酸生成菌群
†产甲烷菌的分类
颗粒污泥外观特征
颗粒污泥表面的菌群
马氏甲烷球菌
甲酸甲烷杆菌
第八页
巴氏甲烷八叠球菌
†产甲烷菌的分类
第九页
†产甲烷菌显著影响因子
微量元素
微量元素缺乏会导致VFA高，气 体产率下降。 对毒性物质具有拮抗作用 使反应器内优势菌种发生变化 使乙酸利用率提高数倍。
硫酸盐
硫酸盐还原细菌和产甲烷细菌存 在竞争关系，二者都以氢、乙酸、 乳酸等为电子供体。 硫化氢致害浓度为50 mg·L-1，驯 化后的500 mg·L-1。
1972 三阶段理论
1974 Bryant首次提 出了产甲烷菌 (Methanogen)一词
第三页
更先进的技术 更完善的体系
……
†产甲烷菌的生物学特性
1
专性厌氧
•-320mV下正常生长 • -160mV 下生长缓慢 • 遇氧停止生长甚至死亡
2
生长繁殖困难
•十几天~几十天才出现菌落 •菌落一般圆形、透明、边缘整齐 •菌落特别小，很容易遗漏。
第五页
孔道蛋白 脂多糖
†产甲烷菌的分类
根据可利 用底物
氢营养型：利用氢气和二氧化碳
产甲烷古细菌的特点
产甲烷古细菌的特点产甲烷古细菌是一类能够利用甲烷生成能量的微生物，属于原核生物领域。
这类细菌在各种环境中都有存在，例如湖泊、河流、湿地等。
本文将讨论产甲烷古细菌的特点，包括其生态学和生物学特征。
生态学特征产甲烷古细菌通常生存于缺氧和低温的环境中，在一些湖泊和海洋深处也可以找到它们。
这种细菌在水文水文学和生态学中扮演着重要的角色。
生存环境产甲烷古细菌广泛存在于大自然中，如：深海、湖泊、泥炭沼泽、沼气池、肠道等处。
在这些环境中，它们以甲烷为能源，通过产生甲烷、二氧化碳和其他物质来维持生存和繁殖。
生态功能产甲烷古细菌在碳循环中起着重要的作用。
通过还原反应将CO2和氢转化成甲烷并释放能量，促进能量流动和碳循环。
它们在甲烷释放过程中也加速了温室气体浓度的升高，对全球气候变化产生了重要的影响。
生物学特征下面是产甲烷古细菌的生物学特征。
分类学位置产甲烷古细菌属于原核生物真菌门的一级分支，与细菌和真菌都有所不同。
它们单细胞、原核、拥有环境的形态适应性强，能在低氧、高盐、高温等复杂环境中生存。
细胞结构产甲烷古细菌具有一些独特的细胞结构。
它们通常为球形或棒状，直径在0.5到5微米之间。
表面覆盖有一层厚厚的微泡状物质，这种物质对于细菌在水中漂浮具有重要作用。
产甲烷古细菌的细胞壁较薄，不包含胞壁。
代谢途径产甲烷古细菌以甲烷为能源，通过甲烷氧化酶将其氧化成甲醛进行代谢。
甲醛反应后又产生一定量的甲烷和二氧化碳，可以说产甲烷古细菌的能量循环是环以甲烷为能源而产生甲烷的过程。
此外，有些产甲烷古细菌也能够利用氢气、丙酮和甲醇等作为其它代谢途径产生甲烷。
产甲烷古细菌是一种生存环境广泛、在碳循环具有重要地位的微生物。
其在甲烷生成和温室气体排放等方面起着重要作用。
通过了解它的生态学和生物学特征，我们能更全面地了解产甲烷古细菌的特点和意义。
产甲烷古细菌的特点
产甲烷古细菌的特点摘要：产甲烷菌是重要的环境微生物，在自然界的破素循环中起重要作用。
迄今已有 5种产甲烷菌基因组测序完成。
基因组信息使人们对产甲烷菌的细胞结构、进化、代谢及环境适应性有了更深的理解。
目前已知的甲烷生物合成途径有3种，它们以乙酸、甲基化合物、氮/二氧化碳为起始，通过不同的反应途径的催化下最终形成甲烷。
本文对产甲烷古菌的基因组，代谢途径以及对环境的适应性等特点进行论述。
关键词：产甲烷菌分类基因组甲烷合成机制适应性The characteristics of methanogenic bacteriaAbstract : Methanogenic bacteria is an important environmentai microbiology, factors in the natural cycle of broken play an important role. So far, five kinds of methanogenic bacteria genomes sequeneed. Genomic information to enable people to methanogenic bacteria cell structure, evolution, metabolism, and a deeper understanding of environmental adaptation. Metha ne bios yn thesis are now known to have three kinds of ways, they are acetic acid, methyl compo un ds, n itroge n / carb on dioxide as the start ing, by means of differe nt react ions catalyzed by the final formati on of metha ne. In this paper, metha nogenic archaea geno mes, metabolic pathways and the environmental characteristics of adaptability discussedKey words: Methanogens Genomic classification of adaptive mechanism of methane syn thesis古细菌是一类生活在今天的生物，被称为活化石细菌，他们并不是细菌，因为他们有着与细菌不同的遗传基因。
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Euryarchaeota
†产甲烷菌的分类
METHANOGEN
氢营养型：利用氢气和二氧化碳
根据可利 用底物
乙酸盐营养型：乙酸
甲基营养型：甲醇、三甲基胺、二甲肽硫化合物以及 其他的一些醇如异丙醇、异丁醇、乙醇、环戊醇
嗜冷产甲烷菌：Topt < 25℃了 嗜温产甲烷菌：Topt ≈ 35℃
苔原湿地、湖底沉积物 厌氧消化器、淡水沉积物
根据生 长温度
嗜热产甲烷菌：Topt ≈ 55℃
极端嗜热产甲烷菌：Topt > 80℃
海底沉积物、热泉等
Euryarchaeota
†产甲烷菌甲烷生产途径
METHANOGEN
H2/CO2途径
甲基途径
乙酸途径
CO2 + H2 → CH4 + 2H2O 4CH3OH → 3CH4 + CO2 + 2H2O CH3COO- + H2O → CH4 + HCO3-
挥发酸生成菌群
产琥珀酸丝状菌 纤维素降解细菌 溶纤维丁酸弧菌 半纤维素降解细菌 白色瘤胃球菌 淀粉降解细菌 牛链球菌 脂肪降解细菌 溶脂厌氧弧菌 沃尔夫互营单细胞菌 中温丙酸氧化菌 伍德乙酸杆菌 乙酸梭菌 嗜热自养梭菌 嗜甲基丁酸杆菌
产氢产乙酸菌 同型产乙酸菌
提供生长和产甲烷所需要的基质
创造适宜的氧化还原电位条件
†产甲烷菌显著影响因子
METHANOGEN
微量元素 微量元素缺乏会导致VFA高，气 体产率下降。 对毒性物质具有拮抗作用 使反应器内优势菌种发生变化 使乙酸利用率提高数倍。 最适pH值6.8 ~ 7.4 pH值的变化可引起微生物体表面 的电荷变化，影响培养基中有机 化合物的离子化作用 酶只有在最适宜的pH 值时才能发 挥最大活性。 pH值
Hybridization，FISH)是目前单个细胞
水平上分析微生物群落结构的常用分 子生态学方法。用荧光标记探针，原 位鉴定单个细胞, 可原位分析它们的
ΔG′0= -131 kJ ΔG′0= -319 kJ ΔG′0= -31 kJ Euryarchaeota
†产甲烷菌的分类
METHANOGEN 颗粒污泥表面的菌群
颗粒污泥外观特征
马氏甲烷球菌
甲酸甲烷杆菌
巴氏甲烷八叠球菌 Euryarchaeota
†产甲烷菌的分类
METHANOGEN
Euryarchaeota
硫酸盐
硫酸盐还原细菌和产甲烷细菌存 在竞争关系，二者都以氢、乙酸、 乳酸等为电子供体。 硫化氢致害浓度为50 mg· L-1，驯 化后的500 mg· L-1。
产甲烷菌最适宜的Eh为-350 mV 或更低，过高则停止生长甚至死 亡。 中温Eh 应低于-300~-380 mV 高温厌氧消化系统-500~-600 mV 氧化还原电位(Eh)
Euryarchaeota
†产甲烷菌富集与纯化方法
METHA苔原、稻田、瘤胃、盲肠、地热温泉等 碳源、氮源、维生素、微量元素、还原剂、指示剂
繁殖培养
培养基配好后先煮沸数分钟 厌氧操作箱中进行接种操作，充入体积比4:1的H2/CO2 培养10天后，重复上述过程四次。 滚管分离 在荧光显微镜下标记产甲烷菌菌落，在厌氧操作箱中挑取菌落。 涂片染色检验 滚管观察
METHANOGEN
产甲烷菌菌落特性及 分子生物学研究
Euryarchaeota
内 容
1 2 3 厌氧发酵微生物概述 产甲烷菌分类及代谢途径 产甲烷菌富集与纯化
METHANOGEN
4
5
微生物群落研究方法
分子多样性研究
Euryarchaeota
†厌氧发酵微生物概述
METHANOGEN
基质分解菌群
不产 甲烷菌
RNA
DNA
•菌落杂交 •Southern 印迹杂交 •斑点印迹杂交 •狭线印迹杂交 •荧光原位杂交
Euryarchaeota
复性
†微生物群落研究方法进展
METHANOGEN
核酸探针杂交技术
能快速，能灵敏地探测出环境微生物中特殊的核酸序列
定性、定量分析微生物的存在、分布、丰度和适应性等
荧光原位杂交((Fluorescence In Situ
•菌落特别小，很容易遗漏。
Euryarchaeota
†产甲烷菌的生物学特性
3 METHANOGEN
独特的产甲烷菌辅酶 •甲烷吠喃(MFR) •甲烷喋呤 •辅酶M(CoM) •辅酶F430 •辅酶F420 •HS-HTP
孔道蛋白 脂多糖
4
特殊的细胞壁结构 •无肽聚糖骨架 •蛋白质亚基和大量杂多糖组成 •不受青霉素抑制 •细胞内无细胞色素C
纯化分离
纯度检验
在荧光显微镜下观察看其是否有蓝绿色荧光
进行沼气发酵试验看其是否产生沼气
菌种保存
4:1的H2/CO2 ，放置在4℃保存 用悬浮液冷冻保存法保藏产甲烷菌 Euryarchaeota
†微生物群落研究方法进展
METHANOGEN
核酸探针杂交技术
利用能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核苷酸片段作探针；探针可 以是长探针(100 ~ 1000 bp)，也可以是短的寡核苷酸(10 ~ 50 bp)。根据所用的 探针和靶核酸的不同，杂交可分为DNA-DNA 杂交，DNA-RNA (核糖核酸)杂 交，RNA –RNA杂交3类 •原位杂交
更先进的技术 更完善的体系 …… Euryarchaeota
†产甲烷菌的生物学特性
METHANOGEN 1
专性厌氧 •-320mV下正常生长 • -160mV 下生长缓慢
• 遇氧停止生长甚至死亡
2
生长繁殖困难 •十几天~几十天才出现菌落 •菌落一般圆形、透明、边缘整齐
可利用的底物很少： CO2、H2、乙酸、甲醇、 甲基胺等
1901-1903年巴斯 德研究所的Maze 马氏甲烷球菌.
1936 H A Barker 发现沼气发酵分为 产酸和分解酸形成 甲烷两个阶段
1950 美国 R. E .Hungate 发明厌氧培养技术
1967 Bryant 采用改进Hungate 技术纯化产甲烷菌 1972 三阶段理论
1974 Bryant首次 提出了产甲烷菌 (Methanogen)一词
为产甲烷菌清除有害物质
产甲 烷菌
Euryarchaeota
†厌氧发酵微生物的发展史
METHANOGEN 1868 Bechamp 甲烷形成是微生物 学过程 1899 俄国 奥姆良 将厌氧分解纤维的 微生物分为两类 1916奥氏甲烷杆菌 1901荷兰 Sohngen氢和二 氧化碳的混合气 能发酵成甲烷