产甲烷菌在瘤胃中可以协同细菌、原虫和真菌形成共生系统，通过利用CO2、甲酸、乙酸、乙醇、甲基化合物（甲醇、一甲胺、二甲胺或二甲基硫）进行碳素循环，其中由进入胞内的可溶性H2（dissolved H2）或甲酸穿梭体提供电子，用于合成甲烷。产甲烷菌在厌氧发酵中最后一步都会先经过甲酰辅酶M（methyl-coenzyme M reductases, MCR）还原生成甲烷，因此MCR基因编码的相关亚基可以作为产甲烷菌的分子标记物。瘤胃中甲烷的产生途径主要可以分成（1）CO2-H2还原途径；（2）乙酸裂解途径；（3）甲基转化途径；（4）甲基化合物-H2还原途径。
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