發(fā)布時(shí)間：2017-10-22 10:32

  本文關(guān)鍵詞：氮饑餓脅迫下細(xì)菌對(duì)微藻收獲的影響及胞間通訊作用

  更多相關(guān)文章： 氮饑餓脅迫 細(xì)菌信號(hào)分子 微藻生長(zhǎng) 微藻絮凝 油脂累積

【摘要】：目前,全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到能源緊缺的制約。為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,微藻生物質(zhì)能源作為可再生能源受到廣泛關(guān)注。然而,微藻培養(yǎng)過(guò)程中所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(C、N、P)占據(jù)其培養(yǎng)總費(fèi)用很大比重,增加培養(yǎng)成本。因此,污水處理與微藻培養(yǎng)耦合技術(shù)引得到研究者的重視。但是耦合技術(shù)中,自養(yǎng)微藻易被生長(zhǎng)速率較高的異養(yǎng)細(xì)菌淘汰。隨著微藻異養(yǎng)生長(zhǎng)特性被發(fā)現(xiàn),微藻與細(xì)菌共培養(yǎng)成為耦合技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前研究主要集中在共生體污水處理能力,與處理效果上。微藻是否能在共生體系保持優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)地位并沒(méi)有得到足夠關(guān)注,并且關(guān)于共生體中微藻絮凝和油脂積累的研究還鮮為報(bào)道。研究通過(guò)設(shè)置C、N、P比例實(shí)現(xiàn)Chlorophyta sp.與細(xì)菌的氮饑餓脅迫培養(yǎng),兩種氮饑餓脅迫培養(yǎng)基C/N/P分別為14/1.4/1(MB2.5),44/1.4/1(MB4.0)。研究結(jié)果表明:氮饑餓培養(yǎng)條件下,共生菌的存在是微藻實(shí)現(xiàn)顆�；年P(guān)鍵因素。共生菌存在的條件下,Chlorophyta sp.逐漸形成顆粒,尺寸約為500-600μm;然而純化后培養(yǎng)的Chlorophyta sp.并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)顆�；�,藻細(xì)胞懸浮在介質(zhì)中。胞外聚合物(EPS)分析表明,多糖組分占據(jù)主導(dǎo)地位,而蛋白質(zhì)含量較少,主要分布在外層。變性梯度凝膠電泳(DGGE)結(jié)果顯示sphingobacteriales細(xì)菌和Sphingobacterium sp.在促進(jìn)Chlorophyta sp.絮凝方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。同時(shí)硝化細(xì)菌(Stenotrophomonas maltophilia)可和異養(yǎng)細(xì)菌、微藻共存于顆粒內(nèi)部。EPS和DGGE結(jié)果進(jìn)一步證明了細(xì)菌在微藻顆�；邪缪萘酥匾慕巧Ｅ囵B(yǎng)過(guò)程中由于氮的匱乏,Chlorophyta sp.始終占主導(dǎo)地位而共生菌的生長(zhǎng)受到了限制。氮饑餓策略同樣有助于增強(qiáng)脂質(zhì)積累,氮更為匱乏的MB4.0培養(yǎng)基中(培養(yǎng)3天),油脂產(chǎn)率最大達(dá)到0.057 g/(L·d)。碳和氮的去除效率分別達(dá)到了92%、96%。綜上所述,在高C/N的環(huán)境下共培養(yǎng)微藻和細(xì)菌可同時(shí)實(shí)現(xiàn)促進(jìn)微藻聚集、限制細(xì)菌生長(zhǎng),增強(qiáng)脂質(zhì)積累以及廢水凈化的目的。在證實(shí)細(xì)菌的存在可強(qiáng)化微藻絮凝后,研究從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),通過(guò)氮饑餓脅迫培養(yǎng)活性污泥并提取其信號(hào)分子(AHLs),探求細(xì)菌AHLs對(duì)微藻生長(zhǎng)絮凝的作用機(jī)制。在不同的氮饑餓條件下培養(yǎng)3種活性污泥(AS I、AS II、AS III),培養(yǎng)時(shí)間為3天。氮饑餓程度分為4類(lèi),C/N分別為0.0/100(Medium I)、4.5/100(Medium II)、12.3/100(Medium III)、18.5/100(Medium IV)。研究結(jié)果表明氮饑餓脅迫可有效限制活性污泥生長(zhǎng),活性污泥生物量隨著氮濃度的增加而增加。而活性污泥AHLs對(duì)Chlorophyta sp.生長(zhǎng)無(wú)明顯促進(jìn)作用,同時(shí)只有ASI的AHLs促進(jìn)Chlorophyta sp.絮凝,其中Medium I與III培養(yǎng)條件下的AHLs促進(jìn)效果最好,絮凝效率約為0.4 g/g。投加AHLs后微藻EPS依然以多糖為主,蛋白質(zhì)濃度較少。結(jié)合三維熒光光譜(EEM)與凝膠色譜(GPC)分析可知,投加AHLs后Chlorophyta sp.芳香烴類(lèi)蛋白和色氨酸類(lèi)蛋白增加,強(qiáng)化Chlorophyta sp.懸浮細(xì)胞絮凝從而形成絮體。研究結(jié)果證明細(xì)菌AHLs可刺激微藻分泌大分子物質(zhì)(芳香族蛋白質(zhì))從而促進(jìn)微藻絮凝。
【關(guān)鍵詞】：氮饑餓脅迫 細(xì)菌信號(hào)分子 微藻生長(zhǎng) 微藻絮凝 油脂累積
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：Q949.2;X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 微藻特性及培養(yǎng)方式10-11
• 1.1.1 微藻組成及生物特性10
• 1.1.2 微藻培養(yǎng)方式10-11
• 1.2 微藻生物質(zhì)能源與水處理耦合技術(shù)11-14
• 1.2.1 能源枯竭及微藻生物能源11-12
• 1.2.2 污水作為微藻培養(yǎng)基質(zhì)的特點(diǎn)與限制性12
• 1.2.3 微藻生物質(zhì)能源與污水處理耦合技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)12-14
• 1.3 耦合技術(shù)中藻菌關(guān)系及調(diào)控手段14-16
• 1.3.1 耦合技術(shù)中藻-菌關(guān)系14
• 1.3.2 藻-菌胞間通訊對(duì)藻菌關(guān)系的調(diào)控14-15
• 1.3.3 氮源對(duì)藻-菌關(guān)系的調(diào)控15-16
• 1.4 研究目的與內(nèi)容16-18
• 1.4.1 科學(xué)問(wèn)題的提出16
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容與目的16-18
• 第2章 材料與分析方法18-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料18-19
• 2.1.1 生物種18
• 2.1.2 生物種培養(yǎng)18-19
• 2.2 主要分析方法19-25
• 2.2.1 光譜分析法19-21
• 2.2.2 生物分析法21-23
• 2.2.3 化學(xué)分析法23-24
• 2.2.4 其他分析方法24-25
• 第3章 氮饑餓脅迫下共生菌存在對(duì)微藻生長(zhǎng)絮凝的影響25-36
• 3.1 氮饑餓脅迫下共生菌與微藻生長(zhǎng)關(guān)系25-27
• 3.2 氮饑餓脅迫下共生菌對(duì)Chlorophyta sp.絮凝貢獻(xiàn)27-30
• 3.2.1 藻菌顆�；^(guò)程27-28
• 3.2.2 藻菌胞外聚合物（EPS）分泌特性28-30
• 3.3 氮饑餓脅迫下共生菌與Chlorophyta sp.相互作用機(jī)制30-32
• 3.4 氮饑餓脅迫下共生菌對(duì)Chlorophyta sp.油脂累積的影響32-35
• 3.5 小結(jié)35-36
• 第4章 細(xì)菌信號(hào)分子（AHLs）對(duì)微藻生長(zhǎng)絮凝貢獻(xiàn)的研究36-52
• 4.1 三種活性污泥（AS I、AS II、AS III）菌群特征36-38
• 4.2 氮饑餓脅迫下細(xì)菌生長(zhǎng)情況38-40
• 4.3 不同種源細(xì)菌AHLs對(duì)Chlorophyta sp.生長(zhǎng)的影響40-42
• 4.4 不同種源細(xì)菌AHLs對(duì)微藻絮凝的影響42-50
• 4.4.1 微藻絮凝過(guò)程42-44
• 4.4.2 不同種源AHLs對(duì)Chlorophyta sp.分泌胞外物聚合物的影響44-50
• 4.5 小結(jié)50-52
• 第5章 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-63
• 在校發(fā)表論文63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1078021