一种分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群中古菌的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及反硝化厌氧甲烷氧化领域，尤其涉及一种分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群中古菌的方法。
【背景技术】
[0002]反硝化厌氧甲烧氧化(Denitrifyinganaerobic methane oxidat1n，DAM0)是一种新的生物反应，其是在DAMO微生物的催化作用下，以甲烷为电子供体，硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，将其分别转化为二氧化碳和氮气的过程。当硝酸盐作为电子受体时，DAM0反应主要由厌氧噬甲烷(ANME)古菌(DAM0古菌)和NC10细菌(DAM0细菌)协同催化完成；而当亚硝酸盐作为电子受体时，DAM0反应主要由DAM0细菌单独催化完成。由于在亚硝酸盐供给体系中，功能菌(NC10)单一，研究较方便；因此大部分关于DAM0过程的研究都集中在亚硝酸盐供给体系中，而在硝酸盐供给体系中，由于DAM0古菌只能将硝酸盐还原至亚硝酸盐，再需要DAM0细菌进一步将亚硝酸盐还原至氮气。因此，一直没有合适的方法能够将DAM0古菌与其细菌共生体分开来，从而大大局限了 DAM0古菌的相关研究。
[0003]微生物燃料电池(MFC)是一种在微生物的催化作用下，将化学能直接转化为电能的装置。本研究中使用的微生物燃料电池如图1所示，图1中1、11分别为微生物燃料电池阳极、阴极腔室，2为阳极腔室取气口，3、12分别为阳极室和阴极室曝气口，4、13分别为阳极室和阴极室出气口，5、14为出气口的止水夹，6、15分别为阳极室和阴极室顶端橡胶塞，
7、10分别为阳极电极和阴极电极，8为钛丝导线，9为电阻，16为阳离子交换膜，17为磁力搅拌子。由图1可知，阳离子交换膜作为阴极腔室与阳极腔室的隔膜，所述阳极室下部设有曝气口，上部设有取气口及出气口，顶端用橡胶塞封闭，所述阴极室下部设有曝气口，上部设有出气口，顶端用橡胶塞封闭，所述阳极腔室及阴极腔室内部均使用碳毡作为电极，两电极间通过钛丝导线连接，同时配备温度控制及搅拌装置，所述微生物燃料电池同时配备电压监测系统。
[0004]微生物和电极之间的电子传递过程对于MFC的产电性能极其重要。研究人员发现，DAM0细菌通过一种“内部好氧反硝化”路径来氧化甲烷，在该代谢路径中，甲烷氧化产生的电子会在细胞体内直接被用来还原亚硝酸盐；换而言之，DAM0细菌并不能将电子导出细胞外。因此，本申请提供了一种将DAM0古菌与DAM0细菌分离的方法。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题在于提供一种分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群中古菌的方法，本申请的方法能够将反硝化厌氧甲烷氧化菌群中分离出古菌。
[0006]有鉴于此，本申请提供了一种分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群中古菌的方法，包括以下步骤:
[0007]向微生物燃料电池的阴极室注入电解液；向微生物燃料电池的阳极室注入反硝化厌氧甲烷氧化液体培养基；
[0008]向微生物燃料电池的阳极室加入反硝化厌氧甲烷氧化富集菌群，在阴极室和阳极室存在甲烷的条件下运行微生物燃料电池。
[0009]优选的，在注入反硝化厌氧甲烷氧化液体培养基之后，在加入反硝化厌氧甲烷氧化富集菌群之前还包括:
[0010]分别向微生物燃料电池的阴极室和阳极室通入甲烷。
[0011 ] 优选的，所述阳极室与阴极室的电极均为碳毡。
[0012]优选的，所述电解液为铁氰化钾溶液。
[0013]优选的，所述微生物燃料电池的运行温度为30°C?38 °C。
[0014]优选的，所述微生物燃料电池的运行温度为35 °C。
[0015]优选的，所述微生物燃料电池阳极室的搅拌速度为180rpm?230rpm。
[0016]本申请提供了一种分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群中古菌的方法，其包括:向微生物燃料电池的阴极室注入电解液；向微生物燃料电池的阳极注入反硝化厌氧甲烷氧化液体培养基；向微生物燃料电池的阳极室加入反硝化厌氧甲烷氧化微生物菌群，在阴极室与阳极室中存在甲烷的条件下运行微生物燃料电池。在分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群的过程中，在微生物燃料电池的阳极室内，DAM0古菌利用电极或其他中间介质为电子受体，将甲烷氧化成二氧化碳，使微生物生存并生长；而由于DAM0细菌不具有胞外电子传递能力，因此DAM0细菌在除电极以外不具有其它电子受体的阳极室环境体系中，不能催化甲烷氧化，从而逐渐从菌群体系中被淘汰，使DAM0古菌被分离出来。
【附图说明】
[0017]图1为现有技术中微生物燃料电池的结构示意图；
[0018]图2为本发明实施例菌群分离的原理图。
【具体实施方式】
[0019]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0020]本发明实施例公开了一种分离反硝化厌氧甲烷氧化菌群中古菌的方法，包括以下步骤:
[0021]向微生物燃料电池的阴极室注入电解液；向微生物燃料电池的阳极室注入反硝化厌氧甲烷氧化液体培养基；
[0022]向微生物燃料电池的阳极室加入反硝化厌氧甲烷氧化富集菌群，在阴极室和阳极室存在甲烷的条件下运行微生物燃料电池。
[0023]本申请利用微生物燃料电池将DAM0古菌从DAM0细菌中分离出来，解决了现有DAM0菌群富集体系中DAM0古菌、细菌共生无法分离，DAM0古菌研究受限的技术难题。
[0024]按照本发明，在分离反硝化厌氧甲烷氧化古菌、细菌的过程中，首先向微生物燃料电池的阴极室注入电解液，向微生物燃料电池的阳极注入反硝化厌氧甲烷氧化液体培养基，其中所述电解液优选为铁氰化钾溶液，所述培养基优选为DAM0微生物常用培养基，以为DAM0微生物提供营养物质。然后优选分别向微生物燃料电池的阴极室和阳极室通入甲烷，最后在微生物燃料电池的阳极室加入反硝化厌氧甲烷氧化富集菌群，在阴极室和阳极室存在甲烷的条件下运行微生物燃料电池。
[0025]在上述过程中，最后加入所述富集菌群即接种泥，以避免微生物接触太多空气，而