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丙酸的积累是影响有机废水/废弃物厌氧生物处理顺利进行的关键。在热力学上,由于丙酸的产氢-产乙酸过程具有较高的吉布斯自由能而难以进行,其降解需要与产甲烷菌互营共生才能进行。种间直接电子传递（Direct Interspecies Electron Transfer,DIET）作为一种高效的电子传递方式,通过微生物自身结构或导电物质进行电子传递,突破种间氢/甲酸传递的热力学限制,探究丙酸氧化菌与产甲烷古菌之间的种间电子传递至关重要。本研究以酒糟沼液为接种物,构建了丙酸降解富集培养系,研究铁基纳米材料和外源电子穿梭体L-半胱氨酸对丙酸厌氧降解过程的影响。主要内容如下:（1）丙酸互营氧化菌的驯化培养及鉴定。采用批次试验研究酒糟厌氧降解特性,发现除乙酸、丙酸等有机酸外,氨基酸也是重要的中间代谢产物。利用传统培养方法,分别以丙酸,丙酸-复合氨基酸为碳源,构建了3个丙酸富集培养系。高通量解析结果显示:丙酸培养系JO-P中存在3种互营丙酸降解菌Smithella propionica,Syntrophobacter wolinii及Desulfobulbus propionicus;丙酸培养系JN-P中存在互营丙酸降解菌Syntrophobacter wolinii;而丙酸-氨基酸培养系JO-AP中,Pelotomaculum schinkii近源微生物优势存在。该结果说明不同培养方式获得的功能微生物差别显著。（2）铁基纳米材料对丙酸厌氧降解的影响。微生物能利用纳米导电材料进行电子传递,提高种间电子传递效率。但针对某一种丙酸氧化菌是否能利用DIET进行电子传递鲜有研究。以培养系为研究对象,考察投加10-4000 mg·L-1 Fe3O4NPs和Fe2O3 NPs对丙酸厌氧降解及微生物群落的影响。（i）对JO-AP体系,添加10-1000 mg·L-1纳米Fe3O4对产甲烷无明显影响,1500-4000 mg·L-1使最大产甲烷速率抑制26-80%,产甲烷延滞期增加174-222%;添加10-200 mg·L-1纳米Fe2O3使最大产甲烷速率提高21-29%,400-1000 mg·L-1无影响,1500-4000 mg·L-1最大产甲烷速率抑制48-58%,延滞期增加29-85%。（ii）对JO-P体系,添加50-1000mg·L-1纳米Fe3O4无明显影响,1500-4000 mg·L-1使最大产甲烷速率抑制4.5-19.6%;添加50-4000 mg·L-1 Fe2O3无明显作用。（iii）对JN-P体系,添加10-1000mg·L-1纳米Fe3O4无明显影响,1500-4000 mg·L-1使最大产甲烷速率抑制66.7-83.8%;10-400 mg·L-1纳米Fe2O3无明显作用,1000-4000 mg·L-1使甲烷产量比对照组减少3.4-45%。以上结果表明,由于丙酸降解功能菌不同,不同体系的纳米材料添加效果存在显著差异,低浓度的铁基纳米材料对丙酸降解有一定的促进作用,提高材料浓度会抑制产甲烷过程。微生物群落解析表明:JO-AP体系中的厌氧互营丙酸降解菌为Pelotomaculum schinkii,添加10-1000 mg·L-1的纳米Fe3O4/Fe2O3使其相对丰度略有增加;添加4000 mg·L-1纳米Fe3O4/Fe2O3,P.schinkii相对丰度为1.7%与2.6%,与对照相比分别下降70.7%与55.9%,说明高浓度纳米Fe3O4/Fe2O3会抑制厌氧发酵细菌的活性,导致体系的产甲烷速率降低。（3）L-半胱氨酸对丙酸厌氧降解的影响。电子穿梭体（Electron Shuttles,ES）可以作为电子载体参与氧化还原反应,因此又被称为氧化还原体。L-半胱氨酸作为典型的外生ES,不仅可以降低厌氧体系的氧化还原电位,还可以作为电子载体在介导种间电子传递的过程中循环利用。为探究L-半胱氨酸对丙酸厌氧互营代谢的影响,以培养体系为研究对象,考察投加1.7-200μM半胱氨酸对丙酸厌氧降解及微生物群落的影响。（i）丙酸降解菌Pelotomaculum schinkii占优势的JO-AP体系,100μM的L-半胱氨酸促进作用最明显,最大产甲烷速率提高了239%,产甲烷延滞期缩短15%。微生物群落解析结果表明,添加L-半胱氨酸使厌氧丙酸降解菌Pelotomaculum schinkii的相对丰度发生变化,但这种变化与半胱氨酸浓度无线性相关,而与产甲烷活性密切相关,揭示了Pelotomaculum schinkii参与了微生物产甲烷的过程。（ii）Smithella propionica、Syntrophobacter wolinii与Desulfobulbus propionicus为优势功能菌的JO-P体系,1.7-10μM的L-半胱氨酸最大产甲烷速率提高了247-296%,产甲烷延滞期缩短了11.3-14.3%。（iii）Syntrophobacter wolinii与Desulfobulbus propionicus为功能菌的JN-P体系,1.7与5μM的L-半胱氨酸可以提高体系的最大产甲烷速率,但其产甲烷延滞期增加。结果表明,L-半胱氨酸能有效提高丙酸厌氧降解产甲烷速率,缩短丙酸的降解时间,但不同类型功能微生物的体系,半胱氨酸的添加条件存在着差异。针对不同的微生物,应结合其生长特性优化培养基配方,促进厌氧互营微生物体系的生长。