有机质厌氧产甲烷过程中,短链脂肪酸互营氧化是有机质降解的关键环节,目前人们对于参与该过程的微生物群落及功能了解不多,研究发现铁氧化物能促进互营氧化产甲烷。本论文重复添加碳源丙酸和丁酸,以针/赤铁矿为代表,用16S rRNA高通量测序技术分析不同产甲烷周期中微生物群落变化,用荧光定量PCR和宏基因组测序的方法研究丙酸和丁酸互营氧化代谢途径以及产甲烷过程中主要基因。主要结论如下:(1)随着产甲烷周期的延长,微生物群落组成的种类更加多样,细菌初始为AUTHM297和T78,随后开始出现丙酸氧化菌或丁酸氧化菌,到第六个产甲烷周期中优势微生物已经富集,在丙酸和丁酸组中优势细菌分别为Syntrophobacter和Syntrophomonas,产甲烷古菌为Methanothrix,Methanoculleus和Methanosarcina。(2)通过底物降解实验可知添加针/赤铁矿能促进丙酸到乙酸反应,赤铁矿的效果最显著,针铁矿次之,不添加铁氧化物的对照组最慢;定量PCR实验bac16s rRNA细菌的基因拷贝数在同一数量级10⁸范围内,定量PCR和宏基因组方法测得mcr基因的含量都是针铁矿>赤铁矿>对照组;宏基因组可知丙酸的降解是通过甲基丙二酰辅酶和Malonate Semialdehyde途径,针/赤铁矿对丙酸的代谢途径影响不大;CH₄产量和速率知赤铁矿>针铁矿,而产甲烷基因的相对丰度是针铁矿>赤铁矿,piliA基因丰度针铁矿组>赤铁矿组,OmcS基因丰度赤铁矿组>针铁矿组,由此可知赤铁矿组中可能存在DIET促进了产甲烷的速率。(3)通过底物降解实验可知添加针/赤铁矿能促进丁酸到乙酸反应,针铁矿的效果最明显,赤铁矿次之,不添加铁氧化物的对照组最慢;定量PCR实验16s rRNA细菌的基因拷贝数在同一数量级10⁸范围内,定量PCR和宏基因组方法测得mcr基因的含量都是赤铁矿组>针铁矿组>对照组;宏基因组可知丁酸降解是通过β氧化和氧化为琥珀酸途径;由CH₄产量和速率知针铁矿组>赤铁矿组,而产甲烷基因的相对丰度是赤铁矿组>针铁矿组,OmcS基因丰度赤铁矿组>针铁矿组,赤铁矿组中可能存在DIET促进了产甲烷的速率。