丙酸、乙酸等挥发性脂肪酸(VFAs)是厌氧消化产沼气过程中的重要中间代谢产物。原料复杂、有机负荷过高等因素会导致有机酸累积,引起系统酸化、抑制微生物的生长,影响厌氧消化系统的稳定运行。反应器酸化现象已成为制约有机固体废弃物厌氧消化技术推广应用的重要因素。在热力学上,丙酸厌降解过程是高度吸能的生化反应,丙酸降解依赖于互营丙酸氧化菌与产甲烷菌的共生,因此厌氧丙酸降解菌的分离培养十分困难。目前丙酸互营氧化菌的研究较少,沼气工程中丙酸互营氧化菌群的微生物信息十分匮乏。本研究以茅台酒糟沼液作为研究对象,利用传统培养与分子生物学技术相结合,研究厌氧丙酸降解互营微生物,为酒糟沼气工程的稳定运行提供科学依据。具体内容如下:(1)基于高通量测序技术分析酒糟沼气工程中微生物群落构成。以两份不同时期的酒糟沼液为接种物,构建了2组中温酒糟厌氧降解复合菌系JO和JN,采用批次实验对酒糟沼液的产甲烷活性及酒糟厌氧降解过程的中间代谢产物进行了分析。以不同底物浓度的酒糟(TS=4.3%,7.8%)为碳源进行了批次发酵实验。结果表明,酒糟厌氧降解过程中主要的中间产物有挥发性有机酸,如乙酸、丙酸和丁酸,其中丙酸累积浓度高达2894 mg/L～4495 mg/L;芳香族化合物有苯酚、对甲酚、苯甲酸和苯丙酸。高通量测序技术对两组复合菌系中的细菌及古菌群落结构进行解析。细菌解析结果表明酒糟厌氧降解复合菌系中,拟杆菌门、厚壁菌门和候补门Cloacimonetes为主要的优势菌群,候补门Cloacimonetes成员W5属和W27属在酒糟酒糟厌氧消化系统中占比为13.8%～30.67%,表明其在酒糟厌氧降解过程中发挥重要作用。(2)酒糟厌氧消化液中丙酸互营降解菌的富集培养与群落解析。以酒糟发酵沼液JO和JN接种物,以丙酸为唯一碳源,获得两组中温厌氧丙酸互营降解培养系JO-P和JN-P。传代频率为1～2个月,丙酸去除率为85%～100%。培养系中乙酸累积会降低丙酸的去除率及降解速率。细菌解析结果表明JO-P中存在3种丙酸降解丙酸降解菌Smithella propionica(占细菌37.61%)、Syntrophobacter wolinii(占10.40%)及Desulfobulbus propionicus(占1.34%)。JN-P中存在1种丙酸降解菌Syntrophobacter wolinii。古菌解析结果表明,JO-P培养系中存在氢营养型产甲烷菌Methanoculleus receptaculi(占古菌95.09%)及乙酸营养性产甲烷菌Methanosaeta concilii(占4.85%)。而JN-P培养系中只存在氢营养型产甲烷菌Methanoculleus receptaculi(占99.98%)。缺少乙酸营养型产甲烷菌是造成培养系中乙酸累积的主要原因。(3)基于丙酸-氨基酸复合碳源的丙酸互营降解菌的分离培养探索。以酒糟发酵沼液为接种物,丙酸和氨基酸为复合碳源,获得中温厌氧丙酸互营降解培养系J-AP。传代频率为20d,丙酸去除率为100%。J-AP经过90℃高温灭菌获得较为干净的培养系JT-AP。细菌解析结果表明J-AP和JT-AP中均存在一种丙酸降解菌Pelotomaculum schinkii(相似性100%),在细菌中占比分别为16.7%和17.4%。培养系J-AP经过高温灭菌过后,候补门Cloacimonetes成员W5属得到富集,在细菌中占比为5.02%。古菌解析结果表明,J-AP培养系中存在氢营养型产甲烷菌Methanoculleus receptaculi(占古菌37.2%)及乙酸营养性产甲烷菌Methanosaeta concilii(占58.6%)。JT-AP培养系中存在氢营养型产甲烷菌Methanoculleus receptaculi(占83.8%)。已知丙酸降解菌中除Smithella propionica、Syntrophobacter wolinii和Desulfobulbus propionicus外,Pelotomaculum schinkii同样在酒糟消化液丙酸降解过程中发挥重要作用。酒糟消化液中丙酸降解涉及多种微生物菌群协同作用共同完成,采取高通量测序和传统分离培养技术相结合的方式,不同的分离培养策略有助于全面分析不同丙酸互营降解菌群的群落结构及功能,获得更多的微生物信息,更好的指导酒糟沼气工程平稳运行。