我國是世界上對沼氣開發(fā)較早的國家，截止2010年底，各類大、中、小型工程沼氣達(dá)7萬余處，其中發(fā)酵底物以豬糞和牛糞為主。微生物是厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的執(zhí)行者，但目前我們?nèi)匀徊涣私膺@些工程沼氣系統(tǒng)中是否普遍存在核心菌群和特異菌群，以及影響該系統(tǒng)內(nèi)微生物群落形成的主要因素。
中國科學(xué)院成都生物研究所李香真研究員課題組李家寶博士等利用高通量測序技術(shù)調(diào)查了全國20余處中溫沼氣工程中的微生物群落。研究發(fā)現(xiàn)，底物類型和發(fā)酵液游離氨氮（FA）濃度是微生物群落分異的主要驅(qū)動因子。不同底物類型的發(fā)酵液中，影響微生物群落結(jié)構(gòu)的因子區(qū)別明顯。碳氮比（C:N）和游離氨氮濃度分別是牛糞和豬糞沼氣工程微生物群落形成的重要影響因子。FA通過選擇性篩選作用富集后壁菌門（Firmicutes），表明Firmicutes，尤其是梭菌屬（Clostridium），在高氨氮環(huán)境中起重要作用。而FA對潛在的互營菌可能具有抑制作用。這些沼氣工程無論是地理距離還是工程運(yùn)行條件相差較大，但仍發(fā)現(xiàn)有25個核心微生物存在所有工程沼液中，且占所有微生物34%的相對含量，表明他們在沼氣工程中具有重要作用。同時還發(fā)現(xiàn)不同底物富集特有的微生物，這可能反映了不同發(fā)酵底物和工程運(yùn)行條件的差異。
本研究揭示了沼氣工程微生物群落形成的可能機(jī)制，研究成果發(fā)表在Frontiers in Micorobiology。