褐煤强化产甲烷菌群的群落分析及条件优化

[目的]以白音华褐煤为底物，利用从我国多地煤矿及污水处理厌氧罐中富集-混合-驯化得到的高效混合菌群进行产气，分析其群落组成并优化产气条件。[方法]采用Miseq高通量测序分析混合菌群结构，通过Plackett-Burman（P-B）和Box-Behnken（B-B）试验对褐煤产气影响因素和条件进行筛选和优化。[结果]本源和外源微生物样本混合样品（HN+MD+WT）经驯化后菌群产气效率最高。该样品菌群中细菌群落多样性丰富，以变形菌门的脱硫弧菌属Desulfovibrio（15.07%）、拟杆菌门的屠场杆状菌属Macellibacteroides（14.6%）、厚壁菌门的梭菌属Clostridiaceae（9.77%）、互营菌门的脱硫代硫酸盐弧菌属Dethiosulfovibrio（8.76%）以及热袍菌门Oceanotoga属（8.66%）为主。古菌全部为广古菌门，其群落多样性则较为单一，其中甲烷卵圆形菌属Methanocalculus（80.28%）占据绝对优势。Plackett-Burman（P-B）试验结果表明温度、CoCl2添加量和NiCl2添加量是影响褐煤产气的关键因素；Box-Behnken（B-B）试验结果表明最优产气条件为：温度36，CoCl2添加量0.17 g/L，NiCl2添加量0.02 g/L，最优条件下褐煤累计产甲烷量（周期20 d）达到159.33μmol/g。[结论]经过驯化可以得到高效的产气菌群，优化培养条件可使产气效率明显提高