郭树奇，焦子悦，费强，2

（1 西安交通大学化学工程与技术学院，陕西 西安 710049；2 陕西省能源化工过程强化重点实验室，陕西 西安710049）

作为一种无色、无味、无毒的可燃性气体，甲烷（CH4）是目前发现的最简单、能量密度最大的烷烃（热值为55 MJ/kg）［1］，也是仅次于二氧化碳（CO2）的第二大温室气体源头［2-3］。近期，Feldman等［4］通过实验和观测首次证实了甲烷排放增长与全球变暖加速之间的正向关系。当前大部分甲烷排放来自于能源开采（天然气和石油）、牲畜饲养、垃圾填埋场等人类活动［5-6］。随着人口增长导致的肉类食品和能源需求的不断提高，甲烷的排放量还将持续上涨，这将对节能减排和“碳中和”等国家战略造成一定冲击。而作为天然气和沼气的主要组成部分，甲烷也具有储量丰富、价格低廉、碳原子还原性强、微生物可利用等优势，是一种极具潜力的碳源［7］。嗜甲烷菌是一种能够以甲烷作为唯一碳源和能源进行生长和代谢的微生物，这类菌群在缓解大气中甲烷排放方面发挥着重要作用［8］。近年来，围绕嗜甲烷菌开展甲烷生物转化利用的研究得到了国内外广泛的关注［9-18］。

由于抗污染能力强，且可在温和生长条件下实现甲烷的快速氧化和同化代谢，嗜甲烷菌已成为理想的甲烷生物利用工程菌改造宿主，研究证实开发和构建嗜甲烷菌细胞工厂具有重要的科学价值和研究意义［1，13，19-21］。到目前为止，用于化学品和生物燃料合成的微生物多以糖类作为发酵底物，考虑到其原料价格不稳定，开发廉价、非食品的碳源已成为生物制造领域中亟待解决的重要课题之一［22］。……