沃氏甲烷球菌利用CO產(chǎn)CH-,4-及其代謝途徑的研究.pdf

1、目前，農(nóng)作物秸稈的資源化利用是我國社會經(jīng)濟發(fā)展急需解決的重大課題之一．通過CO生物甲烷化技術(shù)，利用產(chǎn)甲烷古菌將秸稈氣的主要成分H<,2>/CO轉(zhuǎn)化成甲烷，不僅可以大幅度降低秸稈氣中CO的含量，使秸稈氣化技術(shù)的安全性增加，而且產(chǎn)生的甲烷可以作為一種潔凈、安全的能源供人類使用，具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ?中國農(nóng)業(yè)部沼氣研究所提供的沃氏甲烷球菌BIOMA567l屬于甲烷球菌屬(Methanococcus)，細(xì)胞形態(tài)隨培養(yǎng)基離子強度而變化，強

2、度低時趨于規(guī)則球形，直徑0.5-3μm，活躍運動。屬革蘭氏陰性菌，最適PH6.7～7.4，最適溫度32～40℃，能利用H<,2>/CO<,2>和甲酸鹽生長產(chǎn)CH<,4>． 本研究采用新碳源CO馴化該菌種，對該菌種利用CO生長產(chǎn)CH<,4>進(jìn)行初步研究并在此基礎(chǔ)上研究了該菌生長最適CO濃度，利用CO產(chǎn)CH<,4>速率及其CO代謝途徑． 對沃氏甲烷球菌(M.voltae)利用CO生長產(chǎn)CH<,4>進(jìn)行初步研究。實驗結(jié)果表明：

3、該菌能利用H<,2>/CO產(chǎn)甲烷，也能利用純CO產(chǎn)甲烷，培養(yǎng)基中添加Ni<'2+>/Fe<'2+>能提高菌種利用CO的產(chǎn)甲烷速率和甲烷終產(chǎn)量．利用H<,2>/CO的平均產(chǎn)甲烷速率為1.23μmol/mg(細(xì)胞濕重)·h，培養(yǎng)120h后菌數(shù)達(dá)1.4×10<'7>個/ml：利用純CO的平均產(chǎn)甲烷速率為0.19μmol/mg(細(xì)胞濕重)·h，僅為H<,2>/CO實驗組的1/7左右，培養(yǎng)120h后菌數(shù)為9.5×10<'6>個/ml． 進(jìn)

4、一步研究發(fā)現(xiàn)：硒酸鈉和泛酸鈣對菌種利用CO生長有明顯的促進(jìn)作用；該菌利用CO產(chǎn)CH<,4>的最適CO濃度為25％(V/V)．在此CO濃度條件下，該菌利用H<,2>/CO的平均產(chǎn)甲烷速率為1.98μmol/mg(細(xì)胞濕重)·h，120h后菌數(shù)為1.85×10<'7>個/mL；利用純CO的平均產(chǎn)甲烷速率為0.42μmol/mg(細(xì)胞濕重)·h，120h后菌數(shù)達(dá)1.25×10<'7>個/mL；當(dāng)CO濃度大于25％時，該菌利用H<,2>/CO和