在廢水生物處理系統(tǒng)中,污染物的去除主要是由其中的微生物群落完成的,微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能往往決定了整個裝置的性能。Thauera屬細(xì)菌就是一類廣泛存在于各種類型的廢水處理裝置中并具有多種芳香族污染物降解能力的重要功能類群,深入研究其種群組成與降解功能,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。由于分離比較困難、缺少專一性的分子檢測方法,人們對于廢水處理系統(tǒng)中Thauera屬種群的結(jié)構(gòu)與功能的了解還非常有限。為此,本論文建立了Thauera特異性、嵌套式PCR-DGGE （denaturing gradient gel electrophoresis）的方法用于環(huán)境樣品中Thauera種群結(jié)構(gòu)的研究。對一個來自廢水處理系統(tǒng)的生物膜樣品以Thauera特異性PCR擴增產(chǎn)物建立了克隆文庫,所有測序的克�。�91個）都屬于Thauera屬,說明該PCR方法具有很高特異性。為了快速簡便的比較不同樣品中Thauera的結(jié)構(gòu),以特異性PCR擴增產(chǎn)物為模板進(jìn)行16S rRNA基因V3區(qū)嵌套式擴增后用于DGGE分析,建立了Thauera特異性PCR-DGGE方法。13個帶有不同V3序列的克隆在DGGE上形成了10條條... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：192 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 廢水處理系統(tǒng)中微生物生態(tài)研究概述
        1.1.1 廢水處理系統(tǒng)中的微生物群落組成
        1.1.2 微生物群落結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)功能的關(guān)系
            1.1.2.1 通過比較功能不同的平行生態(tài)系統(tǒng)間群落結(jié)構(gòu)的差異來鑒定功能菌
            1.1.2.2 通過分析群落結(jié)構(gòu)與功能的動態(tài)變化間的關(guān)系鑒定功能菌
            1.1.2.3 根據(jù)活性微生物組成的動態(tài)變化鑒定與系統(tǒng)功能相關(guān)的功能菌
            1.1.2.4 通過群落結(jié)構(gòu)與代謝物組成的共變化統(tǒng)計分析來鑒定功能菌
    1.2 廢水處理系統(tǒng)中重要功能類群-Thauera屬細(xì)菌的研究
        1.2.1 廢水處理系統(tǒng)中Thauera屬細(xì)菌的作用
            1.2.1.1 Thauera屬細(xì)菌的重要功能
            1.2.1.2 Thauera屬細(xì)菌可能引起的問題
        1.2.2 Thauera屬細(xì)菌污染物降解的研究
            1.2.2.1 Thauera屬細(xì)菌的污染物降解能力
            1.2.2.2 Thauera屬細(xì)菌的污染物代謝途徑
                1.2.2.2.1 芳香族化合物的厭氧代謝
                1.2.2.2.2 芳香族化合物的好氧代謝
        1.2.3 細(xì)菌反硝化概述
            1.2.3.1 反硝化基因
            1.2.3.2 Thauera屬細(xì)菌反硝化的研究
    參考文獻(xiàn)
第二章 Thauera類群特異性PCR-DGGE方法的建立及在焦化廢水處理裝置監(jiān)測中的應(yīng)用
    摘要
    ABSTRACT
    引言
    2.1 材料與方法
        2.1.1 焦化廢水處理裝置
        2.1.2 生物膜樣品采集和DNA提取
        2.1.3 Thauera特異性引物的特異性和靈敏度的評估
        2.1.4 Thauera特異性PCR擴增及V3 區(qū)PCR擴增
        2.1.5 克隆文庫的構(gòu)建與分析
        2.1.6 DGGE分析
        2.1.7 DGGE指紋圖譜的主成份分析(PCA)
        2.1.8 核酸序列登錄號
    2.2 實驗結(jié)果
        2.2.1 Thauera特異性PCR方法的建立
        2.2.2 Thauera特異性PCR-DGGE方法的建立和評估
        2.2.3 焦化廢水處理裝置中Thauera的結(jié)構(gòu)在操作條件波動時的變化
    2.3 討論
    2.4 本章總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 類群特異性PCR和DGGE引導(dǎo)分離重要功能菌Thauera屬菌株
    摘要
    ABSTRACT
    引言
    3.1 材料和方法
        3.1.1 生物膜樣品采集
        3.1.2 培養(yǎng)基設(shè)計
        3.1.3 培養(yǎng)基篩選
        3.1.4 菌株篩選
        3.1.5 基因組DNA提取
            3.1.5.1 玻珠擊打法(bead beating)
            3.1.5.2 Triton X-100 煮沸裂解法
        3.1.6 PCR
            3.1.6.1 Thauera特異性PCR
            3.1.6.2 細(xì)菌16S rRNA基因PCR
            3.1.6.3 細(xì)菌V3 區(qū)PCR
        3.1.7 PCR產(chǎn)物的DGGE分析
        3.1.8 測序與序列分析
        3.1.9 核酸序列登錄號
    3.2 結(jié)果
        3.2.1 Thauera培養(yǎng)基的篩選
        3.2.2 菌株篩選
        3.2.3 劃線純化
        3.2.4 測序鑒定
    3.3 討論
    3.4 本章總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 Thauera分離株的芳香族污染物降解能力及相關(guān)基因的比較研究
    摘要
    ABSTRACT
    引言
    4.1 材料和方法
        4.1.1 菌種
        4.1.2 基因組DNA提取
        4.1.3 PCR
            4.1.3.1 ERIC-PCR
            4.1.3.2 nirS 和nirK基因PCR
            4.1.3.3 LmPH基因PCR
        4.1.4 克隆文庫的構(gòu)建與分析
        4.1.5 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
        4.1.6 化學(xué)成分分析
    4.2 實驗結(jié)果
        4.2.1 Thauera菌株的系統(tǒng)分類地位及在廢水處理系統(tǒng)中的含量
        4.2.2 Thauera菌株的形態(tài)及基因組指紋圖譜的比較
        4.2.3 Thauera菌株對焦化廢水中有機污染物的降解能力
        4.2.4 Thauera菌株苯酚降解能力的比較
        4.2.5 nirS/nirK及LmPH基因的測序分析
    4.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 Thauera屬細(xì)菌反硝化功能及相關(guān)基因的比較研究
    摘要
    ABSTRACT
    引言
    5.1 材料和方法
        5.1.1 Thauera菌株
        5.1.2 培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件
        5.1.3 氣體的自動采集與分析
        5.1.4 DNA提取
        5.1.5 PCR
            5.1.5.1 細(xì)菌16S rRNA基因PCR
            5.1.5.2 nirS和nosZ基因PCR
        5.1.6 克隆測序及序列分析
        5.1.7 數(shù)據(jù)分析
    5.2 實驗結(jié)果
        5.2.1 Thauera屬細(xì)菌反硝化功能的比較
        5.2.2 16S rRNA、nirS和nosZ 基因的測序和分析
        5.2.3 pH、NO_3~-/NO_2~-及O_2 對反硝化的影響
    5.3 討論
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
本研究的創(chuàng)新性
附錄1. 廢水處理裝置硝化池生物膜中基因的多樣性及其功能的穩(wěn)定性
附錄2. 溶液試劑及培養(yǎng)基
附錄3. 實驗中所用的儀器設(shè)備
附錄4. 縮寫簡稱
致謝
已(待)發(fā)表的學(xué)術(shù)文章、專利及參加的科研課題


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]A～2/O固定生物膜法焦化廢水處理系統(tǒng)群落空間演替模式的系統(tǒng)軌跡分析及應(yīng)用[D]. 嚴(yán)興.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3183804