木質(zhì)纖維素-禽畜糞便厭氧混合發(fā)酵工藝在廢棄物處理與轉(zhuǎn)化過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。原核微生物在該過(guò)程中起舉足輕重的作用，但目前對(duì)于該系統(tǒng)中原核微生物的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以及它們與發(fā)酵參數(shù)和效率的關(guān)系研究較少，因而限制了該工藝的改進(jìn)乃至發(fā)酵效率的提高。
中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所李香真課題組利用高通量測(cè)序技術(shù)，以小麥秸稈-豬糞混合發(fā)酵系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，揭示了秸稈-豬糞混合發(fā)酵產(chǎn)甲烷系統(tǒng)中原核微生物的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，混合發(fā)酵能夠較大幅度提高發(fā)酵效率，原核微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能在不同發(fā)酵時(shí)期、不同空間（秸稈或發(fā)酵液）均有較大差異。秸稈相關(guān)的菌群主要來(lái)自于Spirochaetes和Fibrobacteres兩個(gè)門類，比如可能的TG3綱微生物（candidate class TG3），F(xiàn)ibrobacter，Bacteroides，Acetivibrio，Clostridium III,Papillibacter，Treponema，Sedimentibacter以及Lutispora屬的微生物大量存在于秸稈樣品中，這些屬的微生物在其他木質(zhì)纖維素降解的厭氧環(huán)境中（白蟻腸道，反芻動(dòng)物瘤胃）廣泛存在，因而表明它們可能在秸稈降解過(guò)程中起主要作用。發(fā)酵液中的菌群主要來(lái)自于Synergistetes和Euryarchaeota兩個(gè)門類。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到丙酸積累與Pelotomaculum，Methanoculleus和Methanosaeta屬菌群的相對(duì)含量顯著相關(guān)，加之其在發(fā)酵液中較高的豐度，說(shuō)明他們可能參與到丙酸的轉(zhuǎn)化和甲烷的產(chǎn)生過(guò)程。蛋白質(zhì)或氨基酸利用菌Aminobacterium和Cloacibacillus在發(fā)酵液中的含量較豐富，表明蛋白質(zhì)可能也是重要的混合發(fā)酵底物。
該研究基本理清了原核微生物在秸稈-豬糞混合發(fā)酵系統(tǒng)中的相對(duì)作用，為發(fā)酵效率的提高、工藝的改進(jìn)提供了重要的理論基礎(chǔ)。該研究受國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然基金項(xiàng)目資助。
