“中微普创交流周”是中微普创于2016年创办初发起的面向公司及各研究机构科研人员的职业课题研讨会。研讨会旨在激发科研团队创新活力，提高学术理论水平，加快科研成果市场应用高效转换。研讨会将为海内外优秀科研人员搭建一个深入交流的平台，促进社会学者专家，各科研单位之间实质性的联系与合作，吸引更多的青年才俊加入我们学术交流的团队中来，推动环境微生物及其衍生技术的科学研究和市场应用的进步和发展。
此次会议探讨“通过宏基因组测序，从完全厌氧反应器中的污水处理消化活性污泥过程剖析微生物群落结构和产甲烷途径”相关课题。
课题背景：厌氧消化已广泛用于处理废水活性污泥，生物废水处理和生产生物燃料甲烷，是能源危机和环境污染最有效的解决方案之一。 因为所涉及的微生物群落的复杂性极高，基于16S rRNA扩增或荧光原位杂交的传统方法不能完全揭示整个微生物群落的结构。 在这个意义上，下一代高通量测序为剖析厌氧消化中的微生物群落结构和产甲烷途径提供了有效的工具。结果：在这项工作中，宏基因组测序用于表征全面城市污水处理厂厌氧消化污泥的微生物群落结构。使用Illumina HiSeq 2000平台生成了超过3.0千兆碱基的宏基因组序列数据。 利用MG-RAST分类分析表明，总体 细菌占优势（〜93％），而在厌氧消化污泥中也检测到相当丰富的古细菌（〜6％）。发现最丰富的细菌群体是变形菌，硬壁菌，拟杆菌和放线菌。进一步揭示了涉及甲烷生成的关键微生物和相关途径。为了揭示甲烷生成的主要途径，参考从KEGG提取的产甲基因数据库，鉴定并注释了厌氧消化器中相关甲烷生成途径的功能酶编码基因（图7）。根据目前的知识，主要有 三个公认的甲烷生成途径，包括乙酰氯通路，氢营养和甲基营养途径。
氢营养甲烷生成途径，CO 2通过一系列中间体（包括甲酰基，亚甲基和甲基水平）连续还原成CH 4。 然后将甲基转移到辅酶M中，形成甲基-CoM。在最后步骤（图7中的蓝线），将甲基-CoM通过甲基辅酶M还原酶（Mcr）还原成CH 4。
乙酰氯通路首先将乙酸酯转化为乙酰辅酶A，其中甲烷八叠球菌利用低亲和性乙酸激酶（AcKa） - 磷酸转乙酰酶（PTA）系统将乙酸激活至乙酰辅酶A，而甲烷鬃菌使用高亲和力腺苷单磷酸 （AMP）形成乙酰辅酶A合成酶。 然后将乙酰CoA转化为甲基，然后通过Cdh，Mtr和Mcr的关键酶（图7中的红线）转化成甲烷。
甲基营养途径，将甲基化化合物或甲烷的甲基转移到甲醇特异性的类咕啉蛋白（图7中的绿色虚线）。 甲基CoM随后进入甲烷生成途径，然后通过Mcr还原酶还原成甲烷。
本研究通过应用宏基因组学方法成功地剖析了完全厌氧消化器中的细菌微生物群落结构和关键的产甲烷途径。分类学分析表明，厌氧消化污泥中，变形菌，厚壁菌，拟杆菌和放线菌是四种最丰富的细菌群体。
对于处理污水污泥的完全厌氧消化器，甲烷的产生通过逐步反应中的微生物（水解剂，发酵罐，乙酰菌和甲烷菌）的联合来实现。 盐厌氧菌目（主要是盐厌氧菌属）的成员是主要的水解剂，而梭菌纲和拟杆菌科是系统中主要的发酵罐。梭菌，密螺旋体，真杆菌，热厌氧菌和穆尔氏菌在乙酸生成步骤具有重要的作用。乙酰分解产甲烷菌（甲烷鬃菌和甲烷八叠球菌）的主要增殖和酶编码基因（Ack，PTA，ACSS等）的功能亲和力强烈地表明，乙酰氯气体发酵可能是厌氧消化器中的主要甲烷生成途径。
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