产甲烷菌——环境微生物研究的焦点之一

摘 要:

产甲烷菌(Methanogen)是自然界碳素物质循环中厌氧生物链的最后一个成员,是一类能够将无机或有机化合物厌氧发酵成甲烷和二氧化碳的古细菌。产甲烷菌广泛分布于自然界中,在水田、沼泽、淡水和海洋的沉积物、人和动物的肠道以及瘤胃等厌氧环境中都有产甲烷菌的存在。其突出特点是产生甲烷,并在严格的厌氧条件下生活。

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产甲烷菌(Methanogen)是一类特殊的生理菌,是自然界碳素物质循环中厌氧生物链的最后一个成员,是一类能够将无机或有机化合物发酵成甲烷和二氧化碳的古细菌

产甲烷菌这一名词是由Bryant提出的,其目的是为了与另一类需氧甲烷氧化菌(Aerobic methane-oxidizing bacteria)相区别。产甲烷菌属古细菌域宽广古生菌界(Kingdom Euryarchaeota),是一种特殊的专门的生理群,具有特殊的细胞成分和代谢方式,是一群形态多样,可代谢H2、CO2及少数几种简单有机物,生成CH4的严格厌氧的古细菌

产甲烷菌可将无机或有机化合物厌氧发酵转化成甲烷和二氧化碳,广泛分布于自然界中,在水田、沼泽、淡水和海洋的沉积物、人和动物的肠道以及瘤胃等厌氧环境中都有产甲烷菌的存在。它们可生活在各种自然环境下,甚至在一些极端环境或高温环境下。无论是常温产甲烷菌还是高温产甲烷菌,它们突出的特点是产生甲烷,并在严格的厌氧条件下生活。产甲烷菌在废弃物厌氧消化、高浓度有机废水处理、沼气发酵及反刍动物瘤胃中食物消化等过程中均起着关键性作用,同时产甲烷菌所释放出来的甲烷也是导致温室效应的重要因素,全球甲烷的排放量每年大约为500-600tg,其中74%是由产甲烷菌的代谢产生的(参考文献:Lowe DC. Global change: a green source of surprise. Nature, 2006,439(7073)148-149.)。同时,产甲烷菌在有机质的厌氧生物处理工业应用中也发挥着关键性的作用,如开发煤层气资源、沼气的发酵等,产甲烷菌也是环境微生物的研究焦点。

产甲烷菌的分类

根据《伯杰系统细菌学手册》第9版,产甲烷菌分类为5个大目,分别是甲烷杆菌目(Methanobaoteriales)、甲烷球菌目(Methanoooooales)、甲烷微菌目(Methanomicrobiales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷火菌目(Methanopyrales),10个科,31个属。

产甲烷菌的形态

尽管产甲烷菌的种类较少,但它们在形态上仍有较明显的差异,大致可分为四类:球状、杆状、螺旋状和八叠状。(1)球状甲烷细菌通常为正圆形或椭圆形,排成对或链状;(2)杆状甲烷细菌呈短杆、长杆、竹节状或丝状;(3)螺旋状甲烷细菌呈规则的弯曲卷状,最后发展为不能运动的螺旋丝状;(4)八叠状甲烷细菌,球形细胞形成规则的或不规则的堆积状。

    日期:2014年03月21日  分类:有益菌
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