本文關鍵詞：產電型人工濕地中抗生素抗性基因的產生與變化規(guī)律，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：抗生素因能提高生活質量而在全球范圍內被廣泛應用,多數(shù)抗生素在人和動物機體內都不能夠被完全代謝,以原形和活性代謝產物的形式排到體外,經(jīng)不同途徑進入環(huán)境,誘導產生抗性基因(ARG)。環(huán)境抗生素對致病微生物抗藥性基因的誘導以及環(huán)境抗藥性基因向致病微生物的轉移直接威脅著人類健康。微生物燃料電池(MFC)和人工濕地(CW)對難降解有機物均有良好的降解性能,本文利用人工濕地和微生物燃料電池對污染物的凈化潛能以及二者在構造上可相互融合的優(yōu)勢,構建全新的產電型人工濕地(MFC-CW)。選取磺胺類抗性基因(sul)和四環(huán)素類抗性基因(tet)為研究對象,主要研究成果如下：3種磺胺類抗性基因(sul 1、sul2、sul 3)和5種四環(huán)素類抗性基因(tet A、tet C、 tet O、tet Q、tet W)在MFC-CW和CW的出水和填料中均有不同程度的檢出。由于宿主細菌種類不適宜在濕地環(huán)境中生存,tetB和tet M抗性基因未能檢出。兩種類型濕地出水中sul基因相對豐度排序均為sul 1sul 2sul 3, tet基因排序為tet Atet Ctet Qtet Otet W。MFC-CW填料中sul基因相對豐度排序與出水中相同,tet基因相對豐度排序則是tet Atet Ctet W,tet O和tet Q相對豐度更低。MFC-CW出水中的8種ARG相對豐度均低于同組的CW(除tet O外,P0.05),MFC-CW對出水中ARGs的抑制作用優(yōu)于CW。MFC-CW內的電子流動能夠促進濕地內微生物加快對抗生素的降解,電子流動產生的電流可以消除一些耐藥質粒。在MFC-CW和CW的出水中,磺胺甲惡唑(SMX)濃度與3種sul基因的相對豐度之間均無顯著相關性(P0.05)。出水中的sul基因相對豐度可能受到除抗生素濃度外其他因素如交叉選擇作用、浮游型生物和生物膜型微生物在出水中的比例、進水中ARGs相對豐度的差異等影響。CW出水中四環(huán)素(TC)濃度與tet基因有很強相關性,而MFC-CW僅在高濃度組出水中TC濃度與tet O和tet Q相對豐度有相關性。MFC-CW出水的抗性基因除sul 1和tet W之外,均與16S rRNA無相關性(P0.05),MFC-CW內部的電子流動影響了ARGs在水平傳遞時的調控因子表達、膜電位等,從而影響了二者之間的相關性。CW出水中8種ARGs和16S rRNA均呈顯著性相關,ARGs在CW中的復制和傳播受濕地環(huán)境中細菌濃度的影響。對MFC-CW填料附著微生物體內ARGs相對豐度進行研究發(fā)現(xiàn),MFC-CW填料吸附的SMX濃度與3種sul基因相對豐度均呈正相關,吸附的TC濃度與5種tet基因相對豐度亦呈正相關(P0.05)。每個反應器內沿程填料中的總sul抗性基因相對豐度與總tet抗性基因相對豐度均表現(xiàn)為兩極高,中間低。水力停留時間5d時,MFC-CW填料中總sul基因、總tet基因的相對豐度均低于水力停留時間為2.5d時的相對豐度,較長的水力停留時間有利于降低MFC-CW內總sul基因、總tet基因的相對豐度。共存碳源濃度的影響研究表明,進水中葡萄糖濃度越大,MFC-CW填料內總sul基因、總tet基因相對豐度越低。
【關鍵詞】：微生物燃料電池 人工濕地 抗性基因 磺胺甲惡唑 四環(huán)素
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;TM911.45
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 抗性基因9-11
• 1.1.1 抗性基因的來源及其危害9
• 1.1.2 水環(huán)境中抗性基因污染現(xiàn)狀9-10
• 1.1.3 抗性基因的去除研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2 產電型人工濕地11-12
• 1.2.1 微生物燃料電池11-12
• 1.2.2 產電型人工濕地的提出12
• 1.3 分子生物學方法研究抗性基因12-13
• 1.3.1 聚合酶鏈式反應12-13
• 1.3.2 實時熒光定量PCR13
• 1.4 本課題的來源及研究意義13-15
• 1.4.1 課題來源13-14
• 1.4.2 研究意義14
• 1.4.3 研究內容14
• 1.4.4 技術路線14-15
• 第二章 試驗裝置與方法15-22
• 2.1 試驗裝置及材料15-17
• 2.1.1 試驗裝置15-16
• 2.1.2 試驗材料16-17
• 2.2 測試方法17-22
• 2.2.1 常規(guī)指標測試方法17
• 2.2.2 抗生素測試方法17
• 2.2.3 抗性基因測試方法17-21
• 2.2.4 分析儀器21-22
• 第三章 MFC-CW和CW內抗性基因的PCR研究22-26
• 3.1 引言22
• 3.2 聚合酶鏈式反應22
• 3.3 瓊脂糖凝膠電泳結果22-24
• 3.4 PCR定性結果分析24-25
• 3.5 本章小結25-26
• 第四章 MFC-CW和CW出水中抗性基因特征26-49
• 4.1 引言26
• 4.2 實驗材料及方法26
• 4.2.1 試驗材料26
• 4.2.2 試驗方法26
• 4.3 兩種類型濕地出水中抗性基因的熱力圖26-28
• 4.4 進水抗生素濃度對抗性基因相對豐度的影響28-44
• 4.4.1 進水磺胺甲惡唑濃度對MFC-CW和CW出水中磺胺類抗性基因的影響28-34
• 4.4.2 進水四環(huán)素濃度對MFC-CW和CW出水中四環(huán)素類抗性基因的影響34-44
• 4.4.3 分析討論44
• 4.5 出水抗生素濃度與抗性基因的相關性研究44-46
• 4.6 出水中抗性基因之間的相關性研究46-48
• 4.7 本章小結48-49
• 第五章 MFC-CW內部填料附著抗性基因的研究49-60
• 5.1 引言49
• 5.2 實驗材料及方法49
• 5.2.1 試驗材料49
• 5.2.2 試驗方法49
• 5.3 MFC-CW內部微生物及ARGs的熱力圖49-51
• 5.4 MFC-CW內部ARGs的分布51-56
• 5.4.1 MFC-CW內部磺胺類抗性基因的分布52-54
• 5.4.2 MFC-CW內部四環(huán)素類抗性基因的分布54-56
• 5.5 水力停留時間對MFC-CW內部ARGs的影響56-57
• 5.6 進水共存碳源濃度對MFC-CW與CW反應器內部ARGs分布的影響57-58
• 5.7 本章小結58-60
• 第六章 結論與建議60-61
• 6.1 結論60
• 6.2 建議60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-67
• 發(fā)表論文67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：469001