微生物群落对氨胁迫响应的宏基因组学研究

作者：彭韵; 李蕾; 伍迪; 杨屏锦; 彭绪亚; 王小铭

来源：中国环境科学, 2022, 42(02): 777-786.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2022.0041

• 餐厨垃圾
• 厌氧消化
• 氨抑制
• 宏基因组学

为探析厌氧消化微生物群落对氨胁迫的响应,在串联批次实验中引入氨氮(TAN)胁迫,结合宏基因组学分析,研究了不同TAN浓度下,厌氧消化系统的过程参数、群落结构/组成及其功能基因/代谢途径的响应.结果显示,TAN为3000mg/L时,系统性能逐步优化;TAN为6000mg/L时,甲烷产率逐步下降,并伴随着丙酸、丁酸积累.从群落组成上看,两个氨氮梯度下,抗性和冗余性保障了水解酸化菌代谢底物的能力.产氢产乙酸和产甲烷方面,低氨氮组两类功能菌群丰度持续增加,但高氨氮组增加幅度低甚至出现丰度下降,指示该环节可能受到了氨胁迫.进一步分析两阶段的功能基因变化,发现产甲烷和互营乙酸氧化途径在氨胁迫下表现出抗性和冗余性,但高浓度TAN(6000mg/L)抑制了丁酸和丙酸代谢途径中关键基因ACADS和PCCA的表达.可见,氨抑制失稳的关键环节是产氢产乙酸阶段.

• 单位
  三峡库区生态环境教育部重点实验室; 重庆大学