甲烷菌rcc菌株营养特性研究
本研究以RCC菌株LGM-RCC1为研究对象，测定其生长曲线；鉴定LGM-RCC1的营养类型，并揭示其底物利用特性；同时研究了不同温度、pH对其生长的影响。结果显示， LGM-RCC1生长缓慢，延滞期为3-4天，25天左右达到甲烷的最大产量，但菌液浓度仍然较低（OD600nm约为0.18）。LGM-RCC1对温度的耐受范围为30-45 °C，最适生长温度为40 °C；对pH的耐受范围为6.5-8.0，最适pH为7.5。LGM-RCC1属于甲基还原营养型甲烷菌，其可利用1 mol的氢气还原甲基底物生成1 mol的甲烷，但不能用甲酸作为电子供体。LGM-RCC1可以利用甲醇、一甲胺、二甲胺、三甲胺、3-甲硫基丙酸甲脂生成甲烷，但其甲烷生成量明显不同。结论LGM-RCC1具有嗜常温性和轻微嗜碱性，可以利用甲醇、一甲胺、二甲胺、三甲胺、3-甲硫基丙酸甲脂生成甲烷。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1材料和方法 2
1.1实验材料 2
1.2培养基材料及性质 2
1.2.1培养基成分 2
1.2.2无细胞瘤胃液 3
1.2.3脂肪酸溶液 3
1.2.4微量元素溶液 3
1.2.5 底物 3
1.2.6培养基的制备 3
1.2.7维生素溶液 3
1.3菌株 LGMRCC1形态学观察 4
1.4菌株 LGMRCC1的生长曲线 4
1.5菌株 LGMRCC1的营养类型 4
1.6菌株LGMRCC1氢气利用量与甲烷产生量的关系 4
1.7菌株 LGMRCC1的底物利用特性 4
1.8不同温度对菌株LGMRCC1生长的影响 5
1.9不同PH对菌株LGMRCC1生长的影响 5
1.10 总产气量、氢气和甲烷的测定 5
1.11 数据统计 5
2结果与分析 5
2.1 菌株LGMRCC1的生长曲线 5
2.2 菌株LGMRCC1的营养类型 5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.3 菌株LGMRCC1氢气利用量与甲烷产生量的关系 5
2.4 菌株LGMRCC1的底物利用特性 5
2.5不同温度对菌株LGMRCC1生长的影响 6
2.6不同pH对菌株LGMRCC1生长的影响 7
3讨论 8
3.1菌株LGMRCC1的底物利用特性 8
3.2温度与pH对菌株 LGMRCC1的影响 9
4小结 9
致谢 10
参考文献 11
甲烷菌RCC菌株营养特性研究
引言
甲烷菌是一类以甲烷作为代谢终产物的厌氧古菌，是全球碳循环的主要参与者[1]。全球的甲烷排放量约为5×1096×109 kg/年，其中约30%的甲烷排放来自反刍动物瘤胃发酵[2]。因此，深入研究瘤胃甲烷菌菌群，对缓解温室气体排放具有重要意义。
近年来随着研究的拓展和深入，甲烷菌已由6个目扩展到7个目[3]。新建立的甲烷菌第七目Methanomassiliicoccales广泛存在于湖泊水体[4]、稻田[5]等自然环境，及白蚁[6]、牛[7]、羊[8]、袋鼠[9]等动物与人类的消化道中。“瘤胃古菌C簇（Rumen Cluster C，RCC）” [10]和“Methanoplasmatales”[6]在文献中曾先后被用来指代这一目甲烷菌。它们在系统进化树上能较远距离的独立成簇，可分为“环境簇”和“肠道簇”[11]。越来越多的证据表明甲烷菌第七目是瘤胃中仅次于甲烷短杆菌菌群的第二大菌群，它们在反刍动物瘤胃甲烷生成中起着重要作用[10]。瘤胃RCC的丰度和多样性主要受日粮和宿主的影响，在特定情况下，甚至可以成为最优势菌群[12]。
RCC的分离十分困难，到目前为止，仍只从人类粪便中获得一株纯菌M. luminyensis B10以及在白蚁肠道、厌氧反应器等环境中获得一些高度富集的培养物，导致对RCC菌株的营养特性仍然不清楚。纯菌M. luminyensis分离自人类粪便，严格厌氧，是不运动的、有规则的革兰氏阳性球型菌，最适温度37 ℃，最适pH7.6，最适能在0.1%~1% NaCl中生长，具有嗜常温性和轻微嗜碱性特性。在有H2作为电子供体时，菌株可通过还原甲醇、一甲胺、二甲胺和三甲胺产生CH4，但不能利用甲酸盐、乙酸盐、CO2、2丁醇、乙醇、正丙醇等作为其能量来源[13]。Ca. M. termitum富集于白蚁肠道，为直径500800 nm的圆球型，没有细胞壁。在H2存在的条件下，可以利用甲醇和一甲胺，但不能利用二甲胺和三甲胺[14]。Iino等[3]从厌氧污泥中富集得到了Ca. M. Caenicola，Ca. M. Caenicola为球型菌，可利用氢气还原甲醇生成甲烷。此外，Methanogenic archaeon ISO4H5富集于绵羊瘤胃，能利用氢气还原甲醇和甲胺生成甲烷[15]。
通过先前的研究工作，我们成功分离得到一株RCC甲烷菌LGMRCC1。LGMRCC1属于RCC 的“肠道簇”，其与Methanogenic archaeon ISO4G1相似性最高（98%）。Methanogenic archaeon ISO4G1同样富集于绵羊瘤胃，但并没有文献对其营养特性开展进一步研究，导致RCC在反刍动物瘤胃中发挥的作用仍不清楚。因此，本研究围绕菌株LGMRCC1的形态、生长曲线、营养类型、底物利用特性、温度和pH对其生长的影响等方面展开了研究。
1 材料和方法
1.1实验材料
菌株LGMRCC1（大学消化道微生物研究室）。
1.2培养基成分及其配置
1.2.1培养基成分
富集培养基参照Rea等[16]的方法配制BRN培养基（表1）。
表1培养基成分（mL/L）
溶液
体积
组成
缓冲液A
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1材料和方法 2
1.1实验材料 2
1.2培养基材料及性质 2
1.2.1培养基成分 2
1.2.2无细胞瘤胃液 3
1.2.3脂肪酸溶液 3
1.2.4微量元素溶液 3
1.2.5 底物 3
1.2.6培养基的制备 3
1.2.7维生素溶液 3
1.3菌株 LGMRCC1形态学观察 4
1.4菌株 LGMRCC1的生长曲线 4
1.5菌株 LGMRCC1的营养类型 4
1.6菌株LGMRCC1氢气利用量与甲烷产生量的关系 4
1.7菌株 LGMRCC1的底物利用特性 4
1.8不同温度对菌株LGMRCC1生长的影响 5
1.9不同PH对菌株LGMRCC1生长的影响 5
1.10 总产气量、氢气和甲烷的测定 5
1.11 数据统计 5
2结果与分析 5
2.1 菌株LGMRCC1的生长曲线 5
2.2 菌株LGMRCC1的营养类型 5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.3 菌株LGMRCC1氢气利用量与甲烷产生量的关系 5
2.4 菌株LGMRCC1的底物利用特性 5
2.5不同温度对菌株LGMRCC1生长的影响 6
2.6不同pH对菌株LGMRCC1生长的影响 7
3讨论 8
3.1菌株LGMRCC1的底物利用特性 8
3.2温度与pH对菌株 LGMRCC1的影响 9
4小结 9
致谢 10
参考文献 11
甲烷菌RCC菌株营养特性研究
引言
甲烷菌是一类以甲烷作为代谢终产物的厌氧古菌，是全球碳循环的主要参与者[1]。全球的甲烷排放量约为5×1096×109 kg/年，其中约30%的甲烷排放来自反刍动物瘤胃发酵[2]。因此，深入研究瘤胃甲烷菌菌群，对缓解温室气体排放具有重要意义。
近年来随着研究的拓展和深入，甲烷菌已由6个目扩展到7个目[3]。新建立的甲烷菌第七目Methanomassiliicoccales广泛存在于湖泊水体[4]、稻田[5]等自然环境，及白蚁[6]、牛[7]、羊[8]、袋鼠[9]等动物与人类的消化道中。“瘤胃古菌C簇（Rumen Cluster C，RCC）” [10]和“Methanoplasmatales”[6]在文献中曾先后被用来指代这一目甲烷菌。它们在系统进化树上能较远距离的独立成簇，可分为“环境簇”和“肠道簇”[11]。越来越多的证据表明甲烷菌第七目是瘤胃中仅次于甲烷短杆菌菌群的第二大菌群，它们在反刍动物瘤胃甲烷生成中起着重要作用[10]。瘤胃RCC的丰度和多样性主要受日粮和宿主的影响，在特定情况下，甚至可以成为最优势菌群[12]。
RCC的分离十分困难，到目前为止，仍只从人类粪便中获得一株纯菌M. luminyensis B10以及在白蚁肠道、厌氧反应器等环境中获得一些高度富集的培养物，导致对RCC菌株的营养特性仍然不清楚。纯菌M. luminyensis分离自人类粪便，严格厌氧，是不运动的、有规则的革兰氏阳性球型菌，最适温度37 ℃，最适pH7.6，最适能在0.1%~1% NaCl中生长，具有嗜常温性和轻微嗜碱性特性。在有H2作为电子供体时，菌株可通过还原甲醇、一甲胺、二甲胺和三甲胺产生CH4，但不能利用甲酸盐、乙酸盐、CO2、2丁醇、乙醇、正丙醇等作为其能量来源[13]。Ca. M. termitum富集于白蚁肠道，为直径500800 nm的圆球型，没有细胞壁。在H2存在的条件下，可以利用甲醇和一甲胺，但不能利用二甲胺和三甲胺[14]。Iino等[3]从厌氧污泥中富集得到了Ca. M. Caenicola，Ca. M. Caenicola为球型菌，可利用氢气还原甲醇生成甲烷。此外，Methanogenic archaeon ISO4H5富集于绵羊瘤胃，能利用氢气还原甲醇和甲胺生成甲烷[15]。
通过先前的研究工作，我们成功分离得到一株RCC甲烷菌LGMRCC1。LGMRCC1属于RCC 的“肠道簇”，其与Methanogenic archaeon ISO4G1相似性最高（98%）。Methanogenic archaeon ISO4G1同样富集于绵羊瘤胃，但并没有文献对其营养特性开展进一步研究，导致RCC在反刍动物瘤胃中发挥的作用仍不清楚。因此，本研究围绕菌株LGMRCC1的形态、生长曲线、营养类型、底物利用特性、温度和pH对其生长的影响等方面展开了研究。
1 材料和方法
1.1实验材料
菌株LGMRCC1（大学消化道微生物研究室）。
1.2培养基成分及其配置
1.2.1培养基成分
富集培养基参照Rea等[16]的方法配制BRN培养基（表1）。
表1培养基成分（mL/L）
溶液
体积
组成
缓冲液A
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