【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）不同生境產(chǎn)甲烷古菌分離鑒定及初步應(yīng)用研究微生物學(xué)碩士論文

密級(jí)： 論文編號(hào)： 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 學(xué)位論文 不同生境 產(chǎn)甲烷古菌分離 鑒定及初步 應(yīng)用研究 I 摘 要 產(chǎn)甲烷古菌屬于古菌域的廣古菌門，為嚴(yán)格的厭氧微生物。產(chǎn)甲烷古菌能夠利用簡(jiǎn)單基質(zhì)產(chǎn)甲烷。它們處 于厭氧發(fā)酵過(guò)程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在自然界碳素循環(huán)中扮演重要角色。 研究 產(chǎn)甲烷古菌 ，對(duì)生物質(zhì)能的利用有重要的應(yīng)用價(jià)值。本研究選擇從不同厭氧生境中分離、鑒定 產(chǎn)甲烷古菌 ，目的是豐富 產(chǎn)甲烷古菌 菌種資源，發(fā)現(xiàn)具有特殊性狀的 產(chǎn)甲烷古菌 ，為沼氣微生物菌劑的研制打下基礎(chǔ)。 獲得成果： 運(yùn)用亨蓋特厭氧技術(shù)從海底沉積物、厭氧消化器、釀酒窖池等生境中分離出 12株 產(chǎn)甲烷古菌 ， 分別屬于 3 個(gè)屬 6 個(gè)種 。 其中 氫營(yíng)養(yǎng)型 產(chǎn)甲烷古菌 10 株（分別為 2522、3#、 4#、 ，甲基營(yíng)養(yǎng)型和乙酸營(yíng)養(yǎng)型 產(chǎn)甲烷古菌 2 株（ 分別為 1923）， 豐富了 產(chǎn)甲烷古菌 菌種 資源。 對(duì)膠州灣近海沉積物中分離的嗜熱自養(yǎng)產(chǎn)甲烷桿菌 株 進(jìn) 行 了 生 理 生 化 及 系 統(tǒng) 發(fā) 育 學(xué) 分 析 ， 初 步 鑒 定 為 新株。對(duì) 實(shí)驗(yàn)室 從油田采出水中分離的菌株 行生理生化及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析，初步鑒定為 種。 分離出一株產(chǎn)胞外多糖的 923 菌株，并將其作為添加物用于沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其在常溫（ 2535）情況下，對(duì)沼氣發(fā)酵的啟動(dòng)階段有促進(jìn)作用，縮短 31%的發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間，并在 3 在低溫（ 1020）情況下，加大 1923 接種量（ ，發(fā)現(xiàn)其對(duì)總揮發(fā)酸尤其是丙酸的利用有一定刺激作用。這是國(guó)內(nèi)首次以純 產(chǎn)甲烷古菌 液作為沼氣刺激因子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也為沼氣復(fù)合菌劑的研制打下一定的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞 產(chǎn)甲烷古菌 ， 沼氣發(fā)酵 ， 刺激因子 of as of is an of is in of in of is of is to of to is a of as of 2522, 3#, 4#, f, 1923） , of of of 6S to On of a is 923 PS(in 5 5 of of 923 1% in in in 0 0 of in by of It of as in 文縮略表 英文縮寫 英文全稱 中文名稱 2N，,2in 熒光原位雜交 h 時(shí) -(2-( 乙烷磺酸 鐘 三乙酸 氨基苯甲酸 合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 哌嗪 - 1,4數(shù)每秒（轉(zhuǎn)速單位） s 二 烷基磺酸鈉 鏈構(gòu)像多態(tài)性 度梯度凝膠電泳 段限制性片斷長(zhǎng)度多態(tài)性 俄勒岡產(chǎn)甲烷葉菌 里甲烷嗜鹽 菌 合甲烷鬃毛菌 沃氏嗜熱甲烷桿菌 熱自養(yǎng)甲烷桿菌 德氏嗜熱甲烷桿菌 氏甲烷八疊球菌 櫚產(chǎn)甲烷袋狀菌 氏甲烷球菌 海甲烷袋狀菌 海底甲烷袋狀菌 布爾日甲烷袋狀菌 嗜熱甲烷袋狀菌 里亞薩 產(chǎn)甲烷菌 石油甲烷盤菌 氏葉 形甲烷菌 摩莎甲烷泡菌 游甲烷泡菌 氏甲烷螺菌 臺(tái)灣甲烷卵圓菌 中興甲烷卵圓菌 氏甲烷八疊球菌 西班牙產(chǎn)甲烷桿菌 錄 第一章 引言 . 1 學(xué)依據(jù) . 1 甲烷古菌 在碳素循環(huán)中的作用 . 1 甲烷古菌 作為古菌在系統(tǒng)進(jìn)化中的地位和作用 . 2 甲烷古菌 在生物質(zhì)厭氧消化中的作用 . 2 究的目的與意義 . 2 究目的 . 2 究意義 . 2 內(nèi)外研究進(jìn)展 . 3 內(nèi)研究進(jìn)展 . 3 外研究進(jìn)展 . 4 究?jī)?nèi)容與主要技術(shù)路線 . 7 要技術(shù)路線 . 7 要技術(shù)方法 . 7 要研究?jī)?nèi)容 . 7 第二章 產(chǎn)甲烷古菌 的分離 及鑒定 . 9 驗(yàn)材料 . 9 驗(yàn)方法 . 9 集培養(yǎng) . 9 離純化 . 16 甲烷古菌 培養(yǎng)特征及生理生化特性鑒定 . 18 6S 列 擴(kuò)增、測(cè)序及系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建 . 19 因組 G+量測(cè)定 . 21 果與討論 . 22 集產(chǎn)物 . 22 離菌株概述 . 23 熱自養(yǎng)甲烷桿菌菌株 分離 、 鑒定及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析 . 27 烷袋狀菌屬新種菌株 列的分離 、 鑒定及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析 . 34 章小結(jié) . 41 第三章 菌株 1923 于沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的初步應(yīng)用 .驗(yàn)材料 . 43 驗(yàn)方法 . 43 溫發(fā)酵體系 . 43 低溫發(fā)酵體系 . 44 據(jù)采集 . 44 V 果與討論 . 44 株 1923 及其多糖的產(chǎn)生描述 . 44 溫沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn) . 45 低溫沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn) . 48 章小結(jié)與討論 . 50 第四章 全文結(jié)論及 工作進(jìn)一步展望 .論 . 52 同生境產(chǎn)甲烷古菌的分離、鑒定及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析 . 52 株 1923 于 沼氣發(fā)酵初步應(yīng)用實(shí)驗(yàn) . 52 在問(wèn)題 . 52 作展望 . 53 參考文獻(xiàn) . 錄 . 謝 .者簡(jiǎn)歷 .國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 引言 1 第一章 引言 目前生物質(zhì)能已成為僅次于煤、石 油和天然氣的第四大能源，約占全球總能耗的 14。據(jù)預(yù)測(cè)，到 2050 年，生物質(zhì)能用量將占全球燃料直接用量的 38，發(fā)電量占全球總電量的 17。在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)，生物質(zhì)能的消 耗 量約占農(nóng)村總能耗的 39，占全國(guó)能量消耗總量的 但是，目前我國(guó)生物質(zhì)的利用存在著很大的弊端，一方面是在經(jīng)濟(jì)落后的邊遠(yuǎn)地區(qū)，能源嚴(yán)重缺乏，農(nóng)民為了獲得生活能源，對(duì)森林進(jìn)行掠奪性地采伐，森林資源遭到破壞，自然生態(tài)日趨惡化 ； 另一方面農(nóng)民開始拋棄傳統(tǒng)的秸稈燃燒，轉(zhuǎn)向使用化石燃料，大部分農(nóng)業(yè)廢棄物就地焚燒，致使資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。 我國(guó)可以 開發(fā)利用的生物質(zhì)能源有：各種農(nóng)業(yè)廢棄物（秸稈和谷殼等）、薪柴、林業(yè)廢棄物（樹葉和有機(jī)垃圾）和人畜糞便等。統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)秸稈、薪柴、糞便和垃圾四項(xiàng)資源分別相當(dāng)于 噸 標(biāo)準(zhǔn)煤，總計(jì)約 噸 標(biāo)準(zhǔn)煤。生物質(zhì)能源可再生而不會(huì)枯竭，同時(shí)起著保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的重要作用，是理想的可再生能源之一。沼氣的利用不但能解決農(nóng)民的生活能源問(wèn)題，緩解能源緊張的狀況，還能夠利用廢棄物，減少環(huán)境污染。 然而沼氣發(fā)酵技術(shù)還有不足 ， 如啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) 、 底物利用率不高 、 發(fā)酵異常波動(dòng)等等。沼氣發(fā)酵的本質(zhì)是厭氧微 生物在特定條件下其生長(zhǎng)代謝的生化反應(yīng)過(guò)程的表現(xiàn)。沼氣發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)劣，不僅與發(fā)酵工藝學(xué)有關(guān)，而且與人們對(duì)厭氧微生物的認(rèn)識(shí)程度和駕馭能力有關(guān)。沼氣發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展需要對(duì)不同底物條件下的沼氣代謝過(guò)程及各功能菌群進(jìn)行詳細(xì)研究，形成有效可行的代謝調(diào)控技術(shù)；深入系統(tǒng)地研究沼氣發(fā)酵的影響因素、刺激因子，通過(guò)有機(jī)組合配伍，形成高效沼氣發(fā)酵促進(jìn)劑 即 高效菌劑。 學(xué)依據(jù) 產(chǎn)甲烷古菌 是厭氧發(fā)酵過(guò)程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在自然界碳素循環(huán)中扮演重要角色。由于 產(chǎn)甲烷古菌 在廢棄物厭氧消化、高濃度有機(jī)廢水處 理、沼氣發(fā)酵及反芻動(dòng)物瘤胃中 食物消化等過(guò)程中起關(guān)鍵性作用， 同時(shí) 產(chǎn)甲烷古菌 所釋放出來(lái)的甲烷是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的重要因素，因而， 產(chǎn)甲烷古菌 的研究成為厭氧環(huán)境微生物研究的熱點(diǎn)之一。 產(chǎn)甲烷古菌 基因 組及甲烷生物合成研究有利于人們從基因組和分子水平 研究 古細(xì)菌進(jìn)化 ， 闡明 產(chǎn)甲烷古菌 獨(dú)特的代謝調(diào)控機(jī)制及其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性 ， 進(jìn)而為通過(guò)生物技術(shù)進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)和環(huán)境治理奠定了基礎(chǔ)。 甲烷古菌 在碳素循環(huán)中的作用 大氣中的非生物來(lái)源的甲烷只占很小的比例，絕大部分是由生物生成， 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 每年有 9 億噸 的生物成因的甲烷產(chǎn)生。甲烷的形成是由各類微生物相互平衡協(xié)同作用的 結(jié)果，而 產(chǎn)甲烷古菌是厭氧生物鏈上的最后一環(huán)。 產(chǎn)甲烷古菌 與水解 菌 ，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌 相互依賴，相互制約。甲烷是相對(duì)穩(wěn)定的氣體，位于厭氧消化鏈末端的 產(chǎn)甲烷古菌 利用二氧化碳 /氫，乙酸及一些甲基化合物生中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 引言 2 成甲烷，能夠較快地從生存環(huán)境中逸出，使這些物質(zhì)不產(chǎn)生積累，從而解除了生物鏈的 反饋抑制，使一系列的生化反應(yīng)能持續(xù)不斷的進(jìn)行下去， 因此 產(chǎn)甲烷古菌 在維持生物鏈的碳循環(huán)上起著關(guān)鍵作用。 甲烷古菌 在系統(tǒng)進(jìn)化中的地位和作用 1977 年，沃斯教授發(fā)現(xiàn)在溫泉（高溫 6575 ）無(wú)氧環(huán)境中生活著一種產(chǎn)甲烷古菌。根據(jù) 的鑒定，它是不同于地球上現(xiàn)有的細(xì)菌，判斷它可在 34 億年前生活，當(dāng)時(shí)地球原始大氣中只有二氧化碳和氫氣而沒(méi)有氧氣，可以進(jìn)行厭氧發(fā)酵的生活，把它認(rèn)為是先于細(xì)菌和動(dòng)植物的最早生命形態(tài)，屬于第三類的古細(xì)菌界，是生命的第三種形態(tài)，這對(duì)生命起源的研究是一大貢獻(xiàn)，也有助于了解太陽(yáng)系其它星球發(fā)展的生命形態(tài)過(guò)程 (趙一章 1997)。 2006 年，新的 研究 表明，從西澳大利亞 拉通采集的距今 35 億年的巖石樣品中所發(fā)現(xiàn)的液體包容物是由微生物產(chǎn)生的。這是證明 產(chǎn)甲烷古菌 存在的最古老的證據(jù)，超過(guò)以前的地化證據(jù)約 7 億年。該結(jié)果 代表著 產(chǎn)甲烷作用是 在地質(zhì)記錄中所發(fā)現(xiàn)的最早的微生物過(guò)程之一，它表明， 產(chǎn)甲烷古菌 在調(diào)控遠(yuǎn)古地球上的氣候中可能曾扮演過(guò)一個(gè)角色 (006)。 甲烷古菌 在生物質(zhì)厭氧消化中的作用 產(chǎn)甲烷古菌與水解菌群、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群一起構(gòu)成厭氧消化中的三大菌群。乙酸 營(yíng)養(yǎng)型 產(chǎn)甲烷古菌 具有質(zhì)子調(diào)節(jié)作用，即能夠利用產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌代謝產(chǎn)生的乙酸，維持 穩(wěn)定。而氫營(yíng)養(yǎng)型 產(chǎn)甲烷古菌 代謝氫，從熱力學(xué)上為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌代謝多碳化合物提供了最適條件。所以，從某種意義上說(shuō)， 產(chǎn)甲烷古菌 的數(shù)量和活性可作為整個(gè)厭氧消化系統(tǒng)是否穩(wěn)定運(yùn) 行的重要檢驗(yàn)指標(biāo)之一。 究的目的與意義 究目的 應(yīng)用經(jīng)典亨蓋特厭氧分離方法從各種生境中富集分離 產(chǎn)甲烷古菌 ，并進(jìn)行生理生化鑒定，以獲得具有優(yōu)良性狀的 產(chǎn)甲烷古菌 而用于厭氧消化器和傳統(tǒng)的沼氣池中，與其他菌群配伍形成微生物菌劑，從而提高產(chǎn)沼氣的效率和穩(wěn)定性。 究意義 通過(guò) 產(chǎn)甲烷古菌 的篩選，鑒定獲得具優(yōu)良性狀的 產(chǎn)甲烷古菌 株，既能 豐富產(chǎn)甲烷古菌菌種資源， 為微生物菌劑的研制提供基礎(chǔ)，還可為 產(chǎn)甲烷古菌分子生物學(xué)和代謝機(jī)理的研究提供基本材料 。 為厭氧消化的調(diào)控技術(shù)的研究打下基礎(chǔ)。 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 引言 3 內(nèi)外研 究進(jìn)展 內(nèi)研究進(jìn)展 在 產(chǎn)甲烷古菌 新菌的分離鑒定方面，近五年主要是中科院微生物所菌種資源中心的細(xì)菌分類研究組在進(jìn)行這方面的研究， 2001 年從啤酒廠的厭氧消化器中分離出彎曲甲烷桿菌新種，經(jīng) 16S 列 分析，歸為甲烷桿菌屬 (孫征 2001)。 2005 年從厭氧消化器中分離 為甲烷桿菌屬 (005)。 在產(chǎn)甲烷作用方面研究較多，國(guó)內(nèi)基本可以分為三個(gè)部分，水稻田，厭氧消化器，油田。關(guān)于水稻田中產(chǎn)甲烷作用。中國(guó)農(nóng)大的 陸雅海教授 等 ，用穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)深入研究了水稻光合碳在地上地下部的分配規(guī)律，發(fā)現(xiàn)水稻光合同化碳通過(guò)根系分泌作用快速向土壤微生物轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。并用現(xiàn)代分子生態(tài)技術(shù)和穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)相結(jié)合的手段研究了水稻根際碳循環(huán)的關(guān)鍵微生物種群和功能，用 產(chǎn)甲烷 古菌 (005)。關(guān)于農(nóng)藥和除草劑及轉(zhuǎn)基因作物對(duì)水稻田里的 產(chǎn)甲烷古菌 的影響也有部分報(bào)道，除草劑二氯喹啉酸對(duì)水稻田中的產(chǎn)甲烷有強(qiáng)烈的抑制作用，但低濃度的二氯喹啉酸毒性效果經(jīng)過(guò)一段滯留期會(huì)消除 (呂鎮(zhèn)梅 2004)。低 濃度的呋喃丹和丁草胺可增加黃松稻田土壤 產(chǎn)甲烷古菌 種群數(shù)量和甲烷排放通量 ， 但加入呋喃丹，丁草胺和多菌靈超過(guò)一定濃度會(huì)抑制產(chǎn)甲烷作用，且加入量和抑制時(shí)間成正相關(guān) (陳中云 2003)。農(nóng)藥甲胺磷，乙草胺也有相似的情況 (鄧曉 2004)。轉(zhuǎn) 甲烷古菌 的數(shù)量有抑制作用，但對(duì)其活性和多樣性的影響可在一定時(shí)間內(nèi)消除 (徐曉宇 2004年 5月 )。 厭氧消化器中，涉及各種工藝對(duì) 產(chǎn)甲烷古菌 的影響較多，在兩段式 粒污泥的性能與其結(jié)構(gòu)、細(xì)菌種類和顆粒體內(nèi)細(xì)菌分布情況有很大 關(guān)系，顆粒污泥結(jié)構(gòu)對(duì)巴氏甲烷八疊球菌的保護(hù)作用使其能在 周雪飛 2004)。以乙醇和乙酸為主要末端產(chǎn)物的產(chǎn)酸相乙醇型發(fā)酵有利于產(chǎn)甲烷相功能的發(fā)揮，乙醇型發(fā)酵是充分發(fā)揮兩相厭氧系統(tǒng)功能的最佳發(fā)酵類型 (任南琪 2003)。中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的賈曉珊，李順義為我們提供一個(gè)明確的實(shí)際厭氧廢水處理過(guò)程中 產(chǎn)甲烷古菌 (硫酸鹽還原菌（ 爭(zhēng)機(jī)理的動(dòng)力學(xué)研究方法 (賈曉珊 2003)。 產(chǎn)甲烷古菌 還可用于對(duì)一些有毒物質(zhì)的厭氧消化，原因是產(chǎn)甲烷古菌 對(duì)這些毒物不敏感，如硝基和偶氮基芳香 化合物在 產(chǎn)甲烷古菌 群作用下較易還原脫毒，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的芳香胺類，其毒性要小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因而有些毒性很高的芳香化合物廢水可利用厭氧反應(yīng)器處理，而且反應(yīng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些芳香胺類化合物可被完全礦化，表明一些含氮芳香化合物可作為厭氧菌的碳源和能源，在厭氧條件下被完全生物降解 (于建偉 2004)。除傳統(tǒng)的單純 子生態(tài)的分析技術(shù)也被用于厭氧消化中的 產(chǎn)甲烷古菌 群的分析，中科院通過(guò)構(gòu)建 16S 豆腐廢水 和傳統(tǒng)的解了反應(yīng)器中 的主要功能菌群，其中 33%的 16S 甲烷古菌 。而且為分離特異種群提供了指導(dǎo) (張春楊 2004)。 除了稻田和厭氧消化器中 產(chǎn)甲烷古菌 的研究外，還有油田中的 產(chǎn)甲烷古菌 的研究這幾年也常被涉及。 總體來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于 產(chǎn)甲烷古菌 的研究偏重對(duì)整體 產(chǎn)甲烷古菌 群影響方面的較多，而關(guān)于具體的機(jī)理及 產(chǎn)甲烷古菌 與其它菌相配伍形成菌劑的研究較少見。 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 引言 4 外研究進(jìn)展 1、 產(chǎn)甲烷古菌 的系統(tǒng)分類學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育多樣性 產(chǎn)甲烷古菌 目前分為 5個(gè)目， 10個(gè)科， 30個(gè)屬， 140多種（包括 從 2000年 到 2006年共有 22個(gè)新種發(fā)現(xiàn)，分屬于甲烷桿菌屬（ 3種） (005, 004)，甲烷短桿菌屬（ 4種）(003)，嗜熱甲烷桿菌屬（ 1種） (000)，甲烷袋 狀 菌屬（ 2種） (003)，甲烷球菌屬（ 1種） (006)，甲烷暖球菌屬（ 3種） (004)，甲烷八疊球菌屬（ 2種） (000)，擬甲烷球菌屬（ 1種） (005)，甲烷泡菌屬（ 1種） (005)，甲烷食甲基菌屬（ 2種） (005, 002)，甲烷微球菌（ 1種） (000)，甲烷鬃毛菌屬（ 1種） (006)。樣品來(lái)源地主要有：海洋（淺海，深海）沉積 物 (最多 )，厭氧消化器，水稻田，蟑螂后腸，動(dòng)物糞便，湖泊。來(lái) 自美國(guó) 、 德國(guó) 、 日本 、 中國(guó) 、 法國(guó) 、 丹麥 、 俄羅斯（耐寒）等國(guó)家和地區(qū)。 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 引言 5 圖 1 產(chǎn)甲烷古菌 分類圖 of 、 產(chǎn)甲烷古菌 生態(tài)學(xué)研究 自 然界有三類產(chǎn)甲烷生態(tài)系統(tǒng)： 1、在 湖泊和海底的沉積物，濕地，沼澤，水稻田，污泥 等環(huán)境中 ， 整個(gè) 代謝 途徑較為完整 。 2、反芻動(dòng)物，一些生物的腸道內(nèi)， 有機(jī)物的代謝因動(dòng)物腸胃的吸收而被阻斷 ， 因而 有很多中間代謝物產(chǎn)生。 3、有機(jī)物匱乏的環(huán)境，如地?zé)釡厝校?產(chǎn)甲烷古菌 利用地質(zhì)過(guò)程中產(chǎn)生的氫來(lái)生產(chǎn)甲烷(000)。 產(chǎn)甲烷古菌 能適應(yīng)多種溫度，存在的范圍很廣，從 5 到 110 都有存在。嗜熱的 產(chǎn)甲烷古菌中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 引言 6 占已知的 產(chǎn)甲烷古菌 的 23%。盡管在酸環(huán)境下產(chǎn)甲烷作用也能發(fā)生，但大多數(shù) 產(chǎn)甲烷古菌 只能在很窄的 種適酸菌 ， 能夠在 若低于 06年發(fā)表的一株分離自泥炭沼澤的嗜酸的 產(chǎn)甲烷古菌 能夠在 目前為止最耐酸的 產(chǎn)甲烷古菌 (006)。產(chǎn)甲烷桿菌屬的兩種嗜堿 產(chǎn)甲烷古菌 能夠在 的生境中生長(zhǎng)，另有兩種氫營(yíng)養(yǎng)型的嗜鹽 產(chǎn)甲烷古菌 烷葉菌屬） 和 烷咸菌屬）能在 產(chǎn)甲烷古菌 對(duì)鹽的適應(yīng)性隨著種的不同有很大的不同，海洋 產(chǎn)甲烷古菌大多是嗜鹽的，尤其是 甲烷球菌屬 ， 產(chǎn)甲烷古菌 屬 ， 甲烷暖球菌屬 和大多數(shù)甲基營(yíng)養(yǎng)型 產(chǎn)甲烷古菌 如：甲烷嗜鹽菌屬，甲烷鹽菌屬 ， 甲烷咸菌屬 等， 它們存在于 鹽湖，含鹽的油層水。甜菜堿（ 作為一種相容性物質(zhì)，其 濃度 與菌體對(duì) 鹽的耐受能力 有關(guān) 。 產(chǎn)甲烷古菌 在復(fù)雜的厭氧消化體系中處于十分重要的地位， 產(chǎn)甲烷古菌 能夠使中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)物甲烷，從系統(tǒng)中釋放，從而解除整條厭氧消化鏈的產(chǎn)物 抑制。 對(duì)不同生境中產(chǎn)甲烷作用的研究也由于新技術(shù)的應(yīng)用而更加的深入。 近十年來(lái)厭氧消化被廣泛用于處理各種高濃度的廢水，如畜禽糞便和城市廢水。隨后，也被用于在不同溫度下處理較低濃度或復(fù)雜的廢水，而產(chǎn)甲烷作用為厭氧消化作用中兩個(gè)主要限速過(guò)程之一，因而迅速檢測(cè) 產(chǎn)甲烷古菌 種群結(jié)構(gòu)和活性，成為監(jiān)控厭氧消化器的正常運(yùn)行的手段之一。而基于 析 出一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)，因此也常被用于 產(chǎn)甲烷古菌 菌群的檢測(cè)。在多數(shù)厭氧消化中，從乙酸轉(zhuǎn)化來(lái)的甲烷占 總含量的 70%多，因此，乙酸型 產(chǎn)甲烷古菌 在穩(wěn)定的厭氧消化過(guò)程中扮演重要的角色，它們的穩(wěn)定在某種意義上也可以代表整個(gè)厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定。 甲烷古菌 的系統(tǒng)發(fā)育多樣性，設(shè)計(jì)了不同類型的雜交探針并用于厭氧生物反應(yīng)器中 產(chǎn)甲烷古菌 群的定量分析(