7.4 小结

7.4 小结

(1)氨胁迫(TAN 500 mmol/L)下,高温产甲烷微生态的响应机制表现为:甲烷八叠球菌Methanosarcina sp.受到抑制逐渐消失,共生乙酸氧化细菌和氢营养型甲烷囊菌Methanoculleus sp.产生,并逐渐成为优势菌群。驯化后和未经驯化的微生物体系中,新甲烷化中心均由乙酸氧化共生菌群通过乙酸氧化和CO2还原型甲烷化的联合途径形成。

(2)氨胁迫(TAN 357 mmol/L)下,中温产甲烷微生态的响应机制表现为:甲烷鬃毛菌Methanosaetaceae受到抑制逐渐消失,Methanosarcina sp.和共生乙酸氧化共菌群(SAOB和Methanoculleus sp.)产生,并相互竞争。未经驯化的体系中,乙酸氧化共生菌群在新甲烷化中心形成时起到关键作用;而在驯化后的体系中,多功能的Methanosarcina sp.通过乙酸发酵型(或可能通过CO2还原型途径)途径产甲烷,成为甲烷化启动的关键。

(3)基于对产甲烷微生态的动态连续监测,捕捉到了氨胁迫下未驯化微生态结构重建的过程,表现为乙酸厌氧甲烷化代谢的“双峰”模式过程特征,和优势微生物种群及其功能的交替演变。而预先的驯化过程显然削弱了原来占优势的乙酸营养型产甲烷菌的活力,加速了耐胁迫的新生功能菌群的生长和甲烷化中心的建立。氨对乙酸营养型产甲烷菌具有慢性毒性。(https://www.daowen.com)

(4)Methanosarcina sp.和乙酸氧化共生菌群对乙酸的竞争,受FAN浓度、乙酸浓度和驯化的影响。与Methanosarcina sp.相比,乙酸氧化共生菌群具有更强的氨胁迫耐受性,而Methanosarcina sp.在高乙酸浓度下更具有竞争优势,且可通过改变代谢途径应对生境中的剧烈变化。驯化增强了营乙酸发酵型产甲烷途径的Methanosaeta sp.和Methanosarcina sp.的氨胁迫耐受力。

(5)在共生乙酸氧化和CO2还原型产甲烷联合途径中,氢营养型产甲烷菌所利用的碳源来自液相环境中的无机碳。外源性的或其他生化反应产生的无机碳可稀释乙酸氧化反应生成的CO2。因此,在应用稳定碳同位素标记方法定量分析产甲烷途径时,需考虑外源性无机碳对标记物的“稀释效应”。

(6)微生物的聚集形态对其胁迫耐受性具有一定影响。氨胁迫下,Methanosarcina sp.呈现多细胞聚集式生长(中温下FAN约为14~21 mmol/L,高温下FAN为29~50 mmol/L);而液相中共生的SAOB和Methanoculleus sp.则有逐渐聚集形成团簇的趋势(中温下FAN为36~43 mmol/L,高温下FAN为43~107 mmol/L)。可见,厌氧微生物在胁迫状态下倾向于缩短细胞间的距离。