纤维素降解菌在高温厌氧消化过程中的作用

摘要

前期研究表明梭菌属的新株JC3(Clostridium sp. Strain JC3)是嗜热产甲烷污泥中的主要纤维素降解菌.本项目采用分子生物学技术定量研究了菌株JC3在高温厌氧消化过程中的作用.在含三个小室(室1,室2,室3)的厌氧折流板反应器(9.5 L)中进行纤维素降解实验,试验温度设为55℃.当负荷为2.5 kg COD· m-3d-1,HRT为2天时,80%以上的COD进料都转化为甲烷.采用专门针对菌株JC3的特异性荧光针来研究折流式反应器中污泥样品.结果表明JC3细胞对DAPI染色细胞的比例从低于0.5% (最低检测极限) 增加到9.4% (室1),13.1% (室2) 和21.6% (室3).这表明由荧光原位杂交技术确定的菌株JC3细胞数与滞留污泥的纤维素降解产甲烷活性密切相关.设计了一个针对菌株JC3纤维素酶基因(纤维二糖水解酶A cbh A)的特异探针,并应用到处理固体废弃物如咖啡渣、废纸、垃圾和纤维素等消化污泥中,采用定量PCR技术发现菌株JC3细胞数与高温消化器中污泥的纤维素降解能力密切相关.因此,在高温厌氧消化过程中,菌株JC3对厌氧水解纤维素是非常重要的.