为了优化沼气池产气效率和开展污泥微生物多样性研究,通过对PCR-DGGE条件的优化,建立了农村户用沼气池污泥微生物16S r DNA V3区DGGE分析技术,通过DGGE技术分析了沼气池污泥中细菌和古细菌微生物多样性随沼气池深度的变化规律。同时通过构建污泥样品mcr A功能基因克隆文库,应用RFLP技术,开展了农村户用沼气池污泥样品中与次级代谢产物相关基因的功能基因多样性研究。结果显示,农村户用沼气池污泥中含有丰富的微生物资源,其中细菌群落受污泥深度因素影响小,而浅层污泥中古细菌群落与深层污泥中古菌群落却存在明显差异。所采集的沼气池污泥中含有较为丰富的产甲烷菌资源,其中可能存在类似功能或产生类似代谢物质的产甲烷菌。该结果为进一步优化群落结构、筛选功能基因提供了科学依据。
沼气发酵系统是一个复杂的生态系统,其污泥微生物超过99%是不可培养的。为了优化沼气池纤维素的转化效率、沼气的产率和开展污泥微生物多样性研究,本研究采用化学裂解法、溶菌酶裂解法和QIAampDNA Stool Mini Kit提取了沼气池污泥样品中微生物的总DNA,对三种方法的DNA得率、纯度、大片段提取效果以及是否含有PCR反应抑制剂进行了研究,最后对16S rRNA基因V3区的扩增产物进行了PCR变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析。与化学裂解法和QIAamp DNA Stool Mini Kit法相比,溶菌酶裂解法得到的DNA量大、片段长、片段分布广、PCR扩增效率高;同时PCR-DGGE图谱显示,溶菌酶裂解法可更好地展示沼气池污泥中微生物的多样性。该结果为进一步提高沼气池中纤维素的转化效率和沼气生产优势菌种的质和量打下了一定的前期基础。
