沼氣是一種可再生的、清潔的和重要的溫室氣體負(fù)凈排放生物質(zhì)能源,其生產(chǎn)過程是一個由大量的微生物介導(dǎo)的過程。了解參與沼氣發(fā)酵的微生物種類和這些微生物的協(xié)作關(guān)系,對于更好的設(shè)計(jì)和優(yōu)化沼氣發(fā)酵工藝是非常必要的。本研究對采集自全國不同地區(qū)的、包含各種發(fā)酵底物的、生產(chǎn)規(guī)模的大型沼氣發(fā)酵工程的沼氣發(fā)酵樣品進(jìn)行了宏基因組研究,以揭示與沼氣發(fā)酵相關(guān)的為微生物類群。其中,對采集自江蘇樣品的研究,我們構(gòu)建出一個包含1.18Mb基因的參考序列,并通過將不同樣品的測序數(shù)據(jù)比對到該參考序列上,比較不同研究條件對沼氣發(fā)酵微生物的影響。結(jié)果表明不同的樣品起始量對沼氣發(fā)酵微生物沒有影響,而不同DNA提取試劑盒將對沼氣發(fā)酵微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,但對于不同的底物發(fā)酵樣品,影響程度有差異。同時,不同底物發(fā)酵的沼氣發(fā)酵微生物純在明顯差異。目前,我們對采集自全國的116個樣品進(jìn)行了宏基因組測序,并獲得了 3.5 Tb的原始數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)正在進(jìn)一步的處理中。通過對這一批數(shù)據(jù)的分析,我們將獲得一個完整的關(guān)于沼氣發(fā)酵的微生物基因集。

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 沼氣發(fā)酵過程
    1.3 沼氣發(fā)酵微生物研究現(xiàn)狀
    1.4 研究的目的和意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 樣品的采集
            2.1.1.1 江蘇和上海樣品的采集
            2.1.1.2 全國沼氣發(fā)酵樣品的采集
        2.1.2 主要試劑和試劑盒
        2.1.3 主要儀器
    2.2 研究方法
        2.2.1 DNA提取
            2.2.1.1 PowerSoil試劑盒提取DNA
            2.2.1.2 FastDNA試劑盒提取DNA
        2.2.2 Illumina PCR-Free文庫構(gòu)建
        2.2.3 Illumina測序
        2.2.4 生物信息學(xué)分析
第三章 不同實(shí)驗(yàn)條件及發(fā)酵底物對沼氣發(fā)酵微生物的影響
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 樣品總DNA的提取
        3.2.2 測序數(shù)據(jù)組裝與注釋
            3.2.2.1 測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
            3.2.2.2 測序數(shù)據(jù)預(yù)處理
            3.2.2.3 測序數(shù)據(jù)組裝
            3.2.2.4 基因預(yù)測和注釋
        3.2.3 不同樣品起始量對沼氣發(fā)酵微生物的影響
            3.2.3.1 不同樣品起始量對DNA得率和純度的影響
            3.2.3.2 不同樣品起始量對微生物的影響
        3.2.4 不同細(xì)胞破碎方法對沼氣發(fā)酵微生物的影響
        3.2.5 不同試劑盒對沼氣發(fā)酵微生物的影響
            3.2.5.1 不同DNA提取試劑盒對DNA得率和純度的影響
            3.2.5.2 不同DNA提取試劑盒對微生物的影響
        3.2.6 不同底物發(fā)酵液體中沼氣發(fā)酵微生物的差異
    3.3 本章小結(jié)
第四章 沼氣發(fā)酵微生物基因集的構(gòu)建
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 沼氣發(fā)酵工程在全國的分布
        4.2.2 沼氣發(fā)酵底物的種類
        4.2.3 測序數(shù)據(jù)預(yù)處理
        4.2.4 下一步研究計(jì)劃
    4.3 本章小結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
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博士期間主要學(xué)術(shù)成果
博士后期間主要學(xué)術(shù)成果
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本文編號：3848662