纤维素是自然界储藏最丰富的可再生生物资源之一,它与木质素和半纤维素一起构成结构复杂的聚合物-木质纤维素。利用微生物将纤维素转化为生物能源是其资源化利用的一种主要途径。由于木质纤维素天然原料的特殊抗性,其高效降解往往需要多种微生物的协同作用。探究不同微生物协同降解纤维素的关系以及开发微生物共培养组合在木质纤维素预处理方面的应用对农业废弃物的资源化利用与社会可持续发展意义重大。生孢噬纤维菌（Sporocytophaga）是一种典型的好氧纤维素降解菌,其在人工菌群构建以及木质纤维素资源化利用方面一直缺乏相关的研究。本研究从纤维素降解复合菌系中筛选到7株好氧菌和1株厌氧菌。通过将7株好氧菌分别与生孢噬纤维菌（Sporocytophaga GC-1）组配,发现克劳氏芽孢杆菌（Bacillus clausii HP-1）对生孢噬纤维菌的促进作用最强,共培养组合比生孢噬纤维菌纯培养的滤纸失重率提高29.37%。对影响该共培养组合纤维素分解能力的碳源（滤纸）和氮源（KNO3）初始添加量进行优化,结果表明,碳源为5 g/L,氮源为1 g/L时,滤纸失重率较优化前提高74.72%。对生孢噬纤维菌和克劳氏芽孢杆菌纯培养以及共培养组合降解滤纸过程中理化参数监测,结果表明,120 h时,共培养组合比生孢噬纤维菌纯培养的滤纸酶酶活、总糖含量以及活菌数（CFU）分别提高了80%、9.98%和21.4%。将培养液进行傅里叶红外光谱测定,发现在代表碳水化合物-OH和酚、芳醚、酯、多糖C-O-C、碳水化合物C-O伸缩振动的1,300～1,000 cm-1范围内,共培养组合在120 h时比生孢噬纤维细菌纯培养的波峰更多。以生孢噬纤维菌培养液和纤维二糖分别作为外源性添加糖时,证明外源性添加糖能对生孢噬纤维菌纯培养的滤纸失重率有抑制作用,分别减少9.72%和8.64%。依据亲缘关系和基因完整度,我们选择Sporocytophaga BIN9（A1）和Alkalihalobacillus clausii DSM 8716（B1）作为模式菌株,利用其全基因组序列进行功能注释,结果发现两者在纤维素转化为葡萄糖的途径中,4种酶属于A1特有,3种酶属于B1特有,两株菌的基因存在互补关系。共培养组合的协同关系总结为:生孢噬纤维菌将纤维素转化为糖类物质,这些糖对它具有抑制作用,克劳氏芽孢杆菌可以加速培养液中糖的消耗,减弱糖抑制,进而提高生孢噬纤维菌的降解能力。采用生孢噬纤维菌和克劳氏芽孢杆菌纯培养以及共培养组合对水稻秸秆进行预处理,48 h后,共培养组合中的半纤维素、纤维素和木质素水解率以及滤纸酶酶活均显著高于生孢噬纤维菌纯培养（P＜0.05）。将预处理后的秸秆残留物和培养液与接种物混合均匀后进行厌氧消化,168 h后,对照组、生孢噬纤维菌纯培养、克劳氏芽孢杆菌纯培养以及共培养组合的累积产甲烷率分别为67.7、82.38、67.28和93.04 m L/g VSsubstrate。共培养组合累积产甲烷率显著高于生孢噬纤维菌纯培养、克劳氏芽孢杆菌纯培养和对照组。综上,从纤维素降解复合菌系中筛选到一株克劳氏芽孢杆菌,将其与生孢噬纤维菌共培养可加速滤纸纤维素的降解。通过对该共培养组合的碳源和氮源添加量优化后可显著提高滤纸的降解。结合糖抑制试验以及模式菌株基因注释,推测共培养组合中两种菌存在以糖代谢为基础的协同关系。共培养组合比生孢噬纤维菌纯培养具有更好的木质纤维素水解能力,利用其进行生物预处理能显著提高水稻秸秆厌氧消化产甲烷的能力。这一研究思路对开发高效稳定的共培养组合用于可再生能源生产和环境保护具有十分重要的意义。