猪粪与树叶沼气干式发酵转录水平的微生物群落及丰度

作者：宋兆齐; 王莉; 裴冬丽; 梁峰^*

来源：生物技术, 2021, 31(04): 335-343.

DOI：10.16519/j.cnki.1004-311x.2021.04.0051

• 干式沼气发酵
• 猪粪
• 树叶
• 微生物群落
• 转录
• 定量PCR

[目的]在转录水平上分别研究猪粪和树叶为基质的沼气干发酵过程中古菌与细菌的类群演替规律,以及甲烷合成关键酶基因mcr A和16S rRNA基因的丰度变化。[方法]通过Barcoded高通量测序获取沼气发酵原核微生物群落组成,利用定量PCR技术获得mcr A和16S rRNA基因丰度,通过皮尔森(Person)指数的计算,分析发酵系统中各微生物类群间的相关性。[结果]猪粪发酵过程细菌和古菌优势类群分别为严格梭菌属(Clostridium sensu stricto1,在不同发酵时期的细菌群落结构占比17%～29%)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina,古菌群落占比19%～79%),树叶发酵为互营单胞菌属(Syntrophomonas,细菌群落占比9%～38%)和甲烷囊菌属(Methanoculleus,古菌占比22%～88%);转录水平上不同发酵时期细菌与古菌的丰富度(Richness)分别在263～462和56～162;每毫升发酵物中mcr A、古菌和细菌的16S rRNA基因拷贝数变化范围分别为2.6×107～1.5×1010,3.9×107～3.3×1010,1.2×108～2.1×1011。[结论]皮尔森相关性分析表明了许多类群间的表达丰度存在显著关联;树叶沼气发酵过程始终为氢营养型的甲烷菌主导(在各时期甲烷菌总类群的占比为63%～96%),这同基因组水平的相关研究存在一定差异。

• 单位
  商丘师范学院