合成气作为一类混合气体,其组分主要包括CO、H₂和CO₂,来源广泛。合成气微生物转化生产高附加值的生物燃料和生物化学品已引起人们关注并开展了相关研究,混菌发酵技术由于其独特的优势也引起人们的重视。微生物菌群作为合成气发酵的酶催化介质,其转化机制对提高合成气生物转化效率至关重要。本研究以牛粪为接种物,高温条件下分别以CO、H₂/CO₂、甲酸钠和合成气为基质进行富集培养,研究富集物对以上合成气组分及其中间产物的生物转化过程及其微生物群落结构差异;继而对以上富集物进行复配,研究复配物对合成气的生物转化效果及其种群演替规律;并从富集物中筛选得到了主要菌群为Moorella thermoautotrophica、Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum和Moorella perchloratireducens的已知混菌,进一步探究了其H₂/CO₂、CO和合成气生物转化效率及微生物代谢活性。主要结果和结论如下:（1）牛粪为接种物分别添加CO、H₂/CO₂、甲酸钠和合成气为基质,经过4-5次传代培养至稳定状态,同时加入2-溴乙烷磺酸钠（BES）抑制产甲烷作用。CO富集物主要进行生物水煤气反应和同型产乙酸作用,其主要产物为乙醇和乙酸。H₂/CO₂,甲酸钠和合成气富集物则主要进行同型产乙酸作用,其主要产物为乙酸;同型产乙酸菌数量在不同基质的富集过程中均增加了1-2个数量级,Thermoanaerobacterium、Ruminococcus、Moorella、Clostridium属在CO、H₂/CO₂和合成气基质培养中明显富集,Clostridium和Ruminococcus则在甲酸钠富集物中占主导。（2）CO、H₂/CO₂、甲酸钠富集物的复配物和合成气富集物进行合成气高温发酵结果显示,相比于CO、H₂/CO₂和甲酸钠富集物的乙酸积累量9.77、7.48和9.24 mmol/L,CO-甲酸钠混培物乙酸积累量略有升高或者持平（9.10 mmol/L）,CO-H₂/CO₂混培物和合成气富集物的乙酸累积量则增加至10.36和10.06 mmol/L。CO-甲酸钠混培物发生生物水煤气反应和同型产乙酸作用产生乙酸,同型产乙酸作用随着培养时间逐渐占主导,CO-H₂/CO₂混培物和合成气富集物则主要利用同型产乙酸作用产生乙酸,且H₂为电子供体的同型产乙酸作用逐渐增强。fhs基因在复配物CO-甲酸钠中基本维持在10^7.33-10^7.90copies/mL左右,在复配物CO-H₂/CO₂中略有下降。CO-H₂/CO₂、CO-甲酸钠混培物和合成气富集物细菌群落结构在合成气转化过程中发生演替,结果显示其最终细菌组成最为相似,优势菌群为Thermoanaerobacterium、Eubacterium和Clostridium。CO、H₂/CO₂和甲酸钠富集物稳定转化合成气状态下其细菌组成也类似,Thermoanaerobacterium,Moorella和Acetonema属占主导地位。（3）从富集物中筛选得到以Moorella thermoautotrophica、Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum和Moorella perchloratireducens为主要菌种的已知混菌,对其生物转化合成气、H₂/CO₂和CO的能力进行了进一步研究,结果发现该已知混菌能够高效转化H₂/CO₂产乙酸,H₂和CO₂的转化速率分别为3.88 mmol/L·d和1.75 mmol/L·d。该已知混菌不能代谢CO生长,且CO的存在抑制了该混菌对H₂/CO₂的利用。