本文選題：轉(zhuǎn)基因棉稈 + 堆肥��； 參考：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：中國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國,其中80%是轉(zhuǎn)基因棉花,因而轉(zhuǎn)基因棉稈的產(chǎn)量非常大,據(jù)統(tǒng)計,僅新疆自治區(qū)的棉稈年產(chǎn)量就高達600~750萬噸(濕重)。棉稈中含有大量的木質(zhì)纖維素、粗纖維、氮和磷等,通常被焚燒處理,不僅浪費了寶貴資源而且造成環(huán)境污染。好氧堆肥被認為是處理農(nóng)業(yè)固體廢棄物以及畜禽糞便最有前景的方法之一,并且畜禽糞便中殘留的抗生素也得到廣泛的關(guān)注。本研究以轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因棉桿為原材料,和豬糞進行好氧堆肥,并添加養(yǎng)殖業(yè)大量使用的抗生素(泰樂菌素),采用Biolog法和實時定量PCR技術(shù)等,研究堆肥過程中的理化性質(zhì)、微生物群落多樣性、抗生素抗性基因以及Ⅰ、Ⅱ類整合子的變化。主要結(jié)果如下:1.轉(zhuǎn)基因棉桿對堆肥過程中抗生素抗性基因(ARGs)和移動基因元件的影響轉(zhuǎn)基因棉桿和非轉(zhuǎn)基因棉桿用作為堆肥原料,經(jīng)過40天的堆肥,均能達到腐熟標準。在堆肥各個時期的樣品中檢出了5種大環(huán)內(nèi)酯抗性基因(ermB、ermF、ermQ、ermT、ermX)、2種四環(huán)素類抗性基因(tetC、tetX)、2種磺酰胺抗性基因(sul1、sul2)、I類和II類整合子基因(intI1,int I2)。堆肥結(jié)束時,轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因處理中ARGs,intI1和intI2的絕對豐度分別減少了5.12log和4.45log,且ARGs的變化受溫度和銨態(tài)氮影響最為顯著。此外,轉(zhuǎn)基因棉稈和非轉(zhuǎn)基因棉稈對大多數(shù)ARGs,intI1和intI2的影響沒有差異。因此,同非轉(zhuǎn)基因棉稈一樣,轉(zhuǎn)基因棉稈也可用于同畜禽糞便的好氧堆肥,并通過堆肥減少ARGs的豐度。2.泰樂菌素對堆肥過程中理化性質(zhì)和微生物群落多樣性的影響經(jīng)過40天的堆肥,四個處理的溫度均在50℃以上持續(xù)約6天,達到無害化處理要求。在堆肥結(jié)束時,四個處理的pH均在7.5-8.5之間,C/N值小于20,達到了腐熟標準。Biolog結(jié)果顯示,添加泰樂菌素能抑制堆肥初期微生物活性,但是隨著堆肥的進行,堆肥中樣品中泰樂菌素逐漸降解,抑制用作逐漸消失。多樣性指數(shù)表明,泰樂菌素影響了微生物群落功能多樣性和物種的優(yōu)勢度,在高溫期低濃度的泰樂菌素影響作用更加顯著,中濃度處理能提高微生物群落的均一性。并且添加泰樂菌素能提高堆肥末期微生物對六大類糖原的利用。3.泰樂菌素對堆肥過程中抗性基因和遺傳基因元件的影響經(jīng)過好氧堆肥,ARGs,intI1和int I2的總絕對豐度在CK、L、M和H處理中分別減少了8.61log、9.23log、9.27log和8.17log,說明通過好氧堆肥能有效減少抗性基因。16s rDNA定量結(jié)果表明,添加泰樂菌素能增加堆肥末期的細菌豐度。通過RDA分析發(fā)現(xiàn),環(huán)境變量能解釋總基因豐度變化的54.4%,且ARGs,intI1和int I2的變化受pH值影響最顯著,占總解釋量的19.1%。好氧堆肥雖然是一種有效去除抗生素的方法,但是不能完全去除抗性基因,因此還需要進一步研究來降低抗性基因?qū)Νh(huán)境帶來的風(fēng)險。轉(zhuǎn)基因棉稈和非轉(zhuǎn)基因棉桿均可作為堆肥底料進行對肥,且泰樂菌素能抑制堆肥初期微生物活性,并提高堆肥末期微生物對六大類糖原的利用,本文為評價含抗生素畜禽糞便堆肥的生態(tài)風(fēng)險提供了理論參考依據(jù)。
[Abstract]:China is the largest cotton producing country in the world, 80% of which are genetically modified cotton, so the yield of transgenic cotton stalk is very large. According to statistics, the annual output of cotton stalk in Xinjiang autonomous region is up to 600~750 ten thousand tons (wet weight). The cotton stalk contains a large amount of lignocellulose, coarse fiber, nitrogen and phosphorus, which is usually burned and wasted the precious capital. Source and environmental pollution. Aerobic composting is considered as one of the most promising ways to deal with agricultural solid waste and livestock manure, and antibiotics residues in livestock and poultry manure have been widely concerned. The use of antibiotics (tylosin), Biolog and real-time quantitative PCR techniques were used to study the physical and chemical properties of the composting process, microbial community diversity, antibiotic resistance genes and the changes of class I and class II integrons. The main results are as follows: 1. the effects of transgenic cotton rods on the antibiotic resistance gene (ARGs) and mobile gene elements in the composting process Transgenic cotton rods and non transgenic cotton rods were used as compost materials, and after 40 days of composting, they all reached the standard of decayed maturity. 5 kinds of macrolide resistance genes (ermB, ermF, ermQ, ermT, ermX), 2 tetracycline resistance genes (tetC, tetX), 2 sulfonamide resistance genes (sul1, sul2), I class and II class were detected in the samples of each period of composting. The subgenes (intI1, int I2). At the end of the composting, the absolute abundance of ARGs, intI1 and intI2 in the transgenic and non transgenic treatments decreased 5.12log and 4.45log, respectively, and the variation of ARGs was most significantly affected by the temperature and ammonium nitrogen. In addition, the effects of transgenic cotton stalk and non transgenic cotton stalk on most ARGs, intI1 and intI2 were not different. As with non transgenic cotton stalks, transgenic cotton stalks can also be used in aerobic composting with livestock and poultry manure, and the effects of ARGs abundance.2. tylosin on the physical and chemical properties and microbial community diversity during the composting process after 40 days of composting, the temperature of the four treatments lasted for about 6 days above 50 degrees centigrade, reaching harmless treatment. At the end of the composting, the four treated pH were between 7.5-8.5 and C/N less than 20, and the result showed that the addition of tylosin could inhibit the early microbial activity of the composting, but with the composting, tylosin gradually degraded and the inhibition was gradually disappearing. The diversity index indicated tylosin. Factors affecting the functional diversity of microbial community and the dominance of species, the effect of tylosin at low concentration in high temperature is more significant, and medium concentration treatment can improve the homogenization of microbial community. And adding tylosin can improve the use of telophore to six major types of glycogen at the end of the composting, and.3. tylosin resistance to the composting process. The total absolute abundance of gene and genetic elements through aerobic composting, ARGs, intI1 and int I2 reduced 8.61log, 9.23log, 9.27log and 8.17log, respectively in CK, L, M and H treatments, indicating that aerobic composting could effectively reduce the resistance genes, indicating that the addition of tylosin could increase the abundance of bacteria at the end of the composting. RDA analysis showed that environmental variables could explain 54.4% of the changes in total gene abundance, and the changes in ARGs, intI1 and int I2 were most significantly affected by pH, while 19.1%. aerobic composting, which accounted for the total explanation, was an effective method to remove antibiotics, but it could not completely remove the resistance base, so further study was needed to reduce the resistance genes. Both transgenic cotton stalk and non transgenic cotton stalk can be used as fertilizer on the base of compost, and tylosin can inhibit the initial microbial activity in the early composting, and improve the use of microbes at the end of composting at the end of the composting. This paper provides a theoretical reference for evaluating the ecological risk of livestock manure composting with antibiotics.
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S141.4

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本文編號：2079468