【正文】 ate 分離方法進(jìn)行了改良，能很容易地把甲烷細(xì)菌培養(yǎng)分離出來。 因?yàn)榧淄榫髧?yán)格厭氧條件，產(chǎn)甲烷菌都是嚴(yán)格厭氧菌，對(duì)氧極其敏感，在遇到氧氣后，產(chǎn)甲烷菌的生長會(huì)受到抑制，有時(shí)停止生長，有時(shí)甚至引起菌體死亡。菌落一般圓形、透明、邊緣整齊，在熒光顯微鏡下發(fā)出強(qiáng)的熒光。因而， Methanosaeta 在高進(jìn)液量、快流動(dòng)性的反應(yīng)器中應(yīng)用廣泛，而 Methanosarcina 則對(duì)液體的流動(dòng)性很敏感。 第 11 頁 共 18 頁 甲烷產(chǎn)生菌的獨(dú)特代謝機(jī)制，使其能利用環(huán)境中其它微生物降解后產(chǎn)生的甲酸、乙酸、 H2 和 CO2 等轉(zhuǎn)化為甲烷，既產(chǎn)生清潔能源，又可以實(shí)現(xiàn)污水中的污染物減量化；同時(shí)其代謝產(chǎn)物對(duì)病原菌和病蟲卵具有抑制和殺傷作用，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)和生活用水的無害化。這兩種作用一般都在近地表環(huán)境的淺層中進(jìn)行。 因此 ， 窖泥中棲息的產(chǎn)甲烷古菌既是生香功能菌 ， 又是標(biāo)志老窖生產(chǎn)性能的指示菌 。 瀘州老窖古釀酒窖池中 ， 多種厭氧細(xì)菌類群參與曲酒發(fā)酵生香 ， 其中己酸菌具有特別重要的生產(chǎn)性能 。 因此，開展低溫下高效厭氧生物處理技術(shù)的研究，對(duì)于拓展厭氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用范圍，降低廢水、廢物的處理成本具有十分重要的意義。產(chǎn)甲烷菌來源于生活實(shí)際，純化之后再用于生產(chǎn)實(shí)踐，可大大提高生產(chǎn)效率。龔革等從處理生活廢水的厭氧污泥床的 4 個(gè)樣品 中分離、純化了 9 株嗜熱的、利用 H2/CO2 和甲酸鹽產(chǎn)甲烷的細(xì)菌。輔酶 F420 首先被 Fzeng 和 Cheeseman 等所發(fā)現(xiàn)，后來被 第 9 頁 共 18 頁 證實(shí)在產(chǎn)甲烷菌中普遍存在。楊秀山等利用亨蓋特（ Hungate）厭氧技術(shù)，從處理豆制品廢水的厭氧污泥中分離出甲烷八疊球菌，并對(duì)其特性進(jìn)行了研究。從工廠、生活廢水中分離菌株，研究它們的特性，然后用來處理人們面臨的污染問題，這是將產(chǎn)甲烷菌分離出來的最主要目的。劉曉鳳等從青海湖西端沉積物中富集分離得到 MQ4 菌株。通過富集培養(yǎng)來分離、篩選菌株是人們的一種手段。而此時(shí)，一方面不產(chǎn)甲烷菌類群中的氨化細(xì)菌迅速進(jìn)行氨化，產(chǎn)生 NH3 中和部分酸，另一方面，產(chǎn)甲烷菌利用乙酸、氫和二氧化碳形成甲烷，消耗了酸和二氧化碳，從而維持沼氣發(fā)酵適合的 pH 值范圍。雖然乙酸的產(chǎn)量對(duì)發(fā)酵影響不大，但加入高濃度的乙酸，則會(huì)使乙酸產(chǎn)生菌受到抑制。這或許正是幾十億年來產(chǎn)甲烷菌能保持古菌特征的基礎(chǔ)。此外，不產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)物硫化氫，可以與重金屬離子作用，生成不溶性的 金屬硫化物沉淀，從而解除了一些重金屬離子的毒害作用 。各種厭氧微生物對(duì)氧化還原電位的適應(yīng)性也不相同，通過它們有順序性的交替 生長和代謝活動(dòng)，使發(fā)酵料液氧化還原電位不斷下降，逐步為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造了適宜的氧化還原電位條件。這樣，不產(chǎn)甲烷菌通過其生命活動(dòng)為產(chǎn)甲烷菌提供了合成細(xì)胞物質(zhì)和產(chǎn)甲烷菌所需的碳源、電子供體、氫供體和氮源。由于產(chǎn)甲烷菌在廢棄物厭氧消化、高濃度有機(jī)廢水處理、沼氣發(fā)酵及反當(dāng)動(dòng)物瘤胃中食物消化等過程中起關(guān)鍵性作用，也 由于產(chǎn)甲烷菌所釋放出來的甲烷是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的重要因素，產(chǎn)甲烷菌的研究成為環(huán)境微生物研究的焦點(diǎn)之一。在產(chǎn)甲烷菌及其它古細(xì)菌基因組中的響應(yīng)調(diào)控蛋白一般含有響應(yīng)調(diào)控域，而不具備和細(xì)菌類同的效應(yīng)域。在不同的生長階段和不同的環(huán)境條件下甲烷八疊球菌處于不同的細(xì)胞形態(tài)。 產(chǎn)甲烷菌生活在各種厭氧環(huán)境中，甚至在一些極端環(huán)境中，這種適應(yīng)性是長期進(jìn)化的結(jié)果。在產(chǎn)甲烷菌中存在原核細(xì)胞和真核細(xì)胞所共有的糖酵解途徑，三羧酸循環(huán)、氨基酸和核苷酸代謝。在比較中發(fā)現(xiàn) 基因組中缺少物種間基因的水平轉(zhuǎn)移，這可能是由于 生存在 2020m深的海底且溫度高達(dá) 80一 100度的獨(dú)特環(huán)境中。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們利用不同物種間 smallsubunitribosom習(xí) RNA的同源性進(jìn)行分類取得了較為 滿意的結(jié)果。產(chǎn)甲烷菌的 G+C 含量在 30%一 65%之間，這種變化與其所生存的環(huán)境相關(guān)。迄今為止已有 4 個(gè)目的 5 種產(chǎn)甲烷菌完成基因組測(cè)序。產(chǎn)甲烷細(xì)菌在生活中需要某些維生素，尤其是 b 族維生素。 不同的產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長過程中所需要碳源是不一樣的，產(chǎn)甲烷細(xì)菌不能直接利用除乙酸之外的二氧化碳以上的有機(jī)物。它是最早發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌，只能生活在無氧的極端惡劣環(huán)境中。八疊球菌革蘭氏染色呈陽性 ，這種細(xì)菌在沼氣池中大量存在。產(chǎn)甲烷菌在自然界中分布極為廣泛，在與氧氣隔絕的環(huán)境幾乎都有甲烷細(xì)菌生長，如海底沉積物、河湖淤泥、水稻田以及動(dòng)物的消化道等 . 在不同的生態(tài)環(huán)境下，產(chǎn)甲烷菌的群落組成有較大的差異性，并且其代謝方式也隨著不同的微環(huán)境而體現(xiàn)出多樣性 。 《伯杰系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》第 9 版將近年來的研究成果進(jìn)行了總結(jié)和肯定，并建立了以系統(tǒng)發(fā)育為主的產(chǎn)甲烷菌最新分類系統(tǒng) 。 隨著厭氧培養(yǎng)技術(shù)和微生物分子生態(tài)技術(shù)的發(fā)展 ， 更多的實(shí)驗(yàn)室能對(duì)產(chǎn)甲烷菌進(jìn)行多角度的研究 。 本文綜述了國內(nèi)外近年來針對(duì) 產(chǎn)甲烷菌的分類及生態(tài)多樣性 的 研究進(jìn)展 ， 同時(shí)簡(jiǎn)述了產(chǎn)甲烷菌在厭氧生物處理和工業(yè)釀酒中 具有 廣闊應(yīng)用前景 。 ...................................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 產(chǎn)甲烷菌廣泛分布在海底及淡水沉積物 、 水稻田 、 動(dòng)物胃腸道 、 地?zé)峒暗氐V等環(huán)境中 ， 生態(tài)學(xué)研究表明 ， 產(chǎn)甲烷菌在不同的生態(tài)環(huán)境里具有不同的群落分布特點(diǎn) ，并且受不同環(huán)境因子的影響而顯示出不同的生理代 謝功能 。 因此 ， 對(duì)產(chǎn)甲烷菌的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義 。 . Balch 等在 1979 年報(bào)道了 3 個(gè)目、 4 個(gè)科、 7個(gè)屬和 13 個(gè)種的產(chǎn)甲烷微生物 ， 他們的分類是建立在形態(tài)學(xué)、生理學(xué)等傳統(tǒng)分類特征以及 16S rRNA 寡核苷酸序列等分子特征基礎(chǔ)上 ， 隨著厭氧培養(yǎng)技術(shù)和菌種鑒定技術(shù)的不斷成熟，產(chǎn)甲烷菌的系統(tǒng)分類也在不斷完善 。 產(chǎn)甲烷菌的 甲烷生物合成途徑主要是以乙酸、 H2/CO甲基化合物為原料 。桿菌有的為短桿狀，兩端鈍圓。有遺傳因素決定，產(chǎn)甲烷細(xì)菌在正常生活中可呈現(xiàn)八疊球形，有的連成長鏈。 （ 3） 產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境影響非常敏感 對(duì)產(chǎn)甲烷菌來說最適宜的溫度是 0℃ ~80℃ ，產(chǎn)甲烷菌在氧化還原電位低于 330mv，嚴(yán)格厭氧的條件下生存，最適宜的氧化還原電位值是 540mv~590mv。所有的產(chǎn)甲烷細(xì)菌都能利用銨離子，有的產(chǎn)甲烷細(xì)菌需酪蛋白的胰消化物，它可刺激產(chǎn)甲烷菌生長，所以，分離產(chǎn)甲烷細(xì)菌時(shí)，培養(yǎng)基中要加入胰酶解酪蛋白。 1996 年伊利諾伊大學(xué)完 成了第 第 4 頁 共 18 頁 一個(gè)產(chǎn)甲烷菌 Methanococcus jannaschii 的基因組測(cè)序。比如 Methanococcus jannaschii 不僅含有 1 個(gè) 1664976bp 的環(huán)狀染色體，還含有1 個(gè) 58407bp 的大 ECE 和 1 個(gè) 16550bp 的小 ECE。 傳統(tǒng)的分類是在對(duì)大量單個(gè)微生物進(jìn)行觀察分析和描述的基礎(chǔ)上，以它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特性和遺傳性等特征的異同為依據(jù)進(jìn)行的。在產(chǎn)甲烷菌之間基因的“重疊”性很高，發(fā)現(xiàn)一些基因簇只在產(chǎn)甲烷菌中出現(xiàn)而不在其它古細(xì)菌中出現(xiàn)，同樣也發(fā)現(xiàn)一些其它微生物中共有的基因簇在產(chǎn)甲烷菌中找不到痕跡。 三、產(chǎn)甲烷菌的代謝研究 第 5 頁 共 18 頁 產(chǎn)甲烷菌生活在厭氧條件下，它們通過甲烷的生物合成形成維持細(xì)胞生存所需的能量。因而產(chǎn)甲烷菌中發(fā)現(xiàn)了許多無機(jī)物進(jìn)入細(xì)胞所需的通