甲烷氧化菌的分离与鉴定开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

甲烷氧化菌是甲基氧化菌的一个分支,是以甲烷为唯一碳源和能源进行同化和异化代谢的革兰氏阴性菌。甲烷氧化菌关键酶之一是甲烷单加氧酶(mmos)，可以在氧气的作用下催化甲烷氧化为甲醇、甲酸等物质。甲烷氧化菌的分布广泛，该类菌有较高的蛋白质含量，是理想的单细胞蛋白，可用于动物饲料的生产，在缓解温室效应、减少煤矿瓦斯爆炸、处理废水等方面具有重要意义。

1906年首次分离出甲烷氧化菌，1976年wihiam reeburgh在海洋沉积物中发现了甲烷厌氧氧化作用，开启了研究甲烷氧化菌的开端。在中国，对甲烷厌氧氧化的研究不是很多，吕镇梅等通过对在不同环境条件下，水田土壤中的甲烷好氧以及厌氧氧化活性进行研究，说明了甲烷厌氧氧化在甲烷氧化中的重要作用。2007年周叶锋、廖晓兰对影响甲烷排放量的两种细菌：产甲烷细菌和甲烷氧化菌进行研究阐释了甲烷氧化菌的潜在应用价值。嗜甲烷菌是嗜甲基菌（methylotrophs）的一个分支，是以甲烷作为唯一碳源和能源进行同化和异化代谢的微生物，其转化甲烷的过程可简要概括为甲烷到甲醇，甲醇到甲醛，并用于合成生物量或者经甲酸最终被氧化成二氧化碳。但是，受国际天然气产量和价格的影响，甲烷氧化菌的研究缺乏持续的投入。同时培养和遗传操作也是困扰研究中的一个重要原因，细胞生长周期长，有时难以培养。

近些年，温室效应引起的全球气候变暖对人们生活的影响越来越显著：海平面上升，这就使得一些岛屿国家和沿海城市面临巨大的危机；病虫害增加，人们感染一些疾病的几率也会增加；地球气候反常，海洋风暴增多等。大众所了解的引起温室效应的气体主要是co₂ ，其实ch₄气体也占据了相当大的比重。人类城市生活垃圾是甲烷产生的主要来源，而甲烷氧化菌能够分解甲烷，因此，对城市垃圾处理场进行填埋覆土甲烷氧化菌能够有效的减少甲烷气体的排放，进而缓解温室效应。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

1. 通过从不同环境的土壤中进行菌种分离，纯化得到活力较强的甲烷氧化菌；

2. 对所得菌株的其形态、结构、生理生化性质等生物学特性进行研究。

3. 研究的方法与方案

研究方法：首先通过传统的从土壤分离菌的方法，富集液涂布和直接涂布，划线培养等方法进行甲烷氧化菌的分离、纯化，筛选出生长速度快、性状稳定的优质菌株。然后通过菌体的形态特征、培养特征，生理生化实验，以及16s rdna的pcr扩增及其序列分析等对菌种进行鉴定。最后再测定菌种生长曲线以及金属铜离子等对其生长条件进行研究优化甲烷氧化菌的培养条件。

技术路线：

实验方案：

4. 研究创新点

通过本实验得到了活性较好的甲烷氧化菌纯种，并能够掌握甲烷氧化菌的生理生化特征，为今后的研究鉴定了基础。

5. 研究计划与进展

时间安排：

预期进展：

1. 分离得到多株活性较好的甲烷氧化菌纯种

2. 掌握甲烷氧化菌的生理生化特性、分类学地位及最优培养条件