本文關(guān)鍵詞：不同電子受體厭氧氨氧化反應(yīng)的功能微生物分析

  更多相關(guān)文章： 生物脫氮 厭氧氨氧化 電子受體 功能微生物

【摘要】：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,氮污染問題日益加劇,已經(jīng)引起全世界環(huán)境工作者們的關(guān)注。厭氧氨氧化反應(yīng)(Anammox)的提出使得人們對(duì)自然界中氮素循環(huán)理念有了新的認(rèn)知。該反應(yīng)是厭氧氨氧化細(xì)菌(Anaerobic ammonium oxidizing bacteria)在厭氧條件下以羥胺(NH_2OH)和肼(N_2H_4)為中間產(chǎn)物,以NH_4~+為電子供體,NO_2~-為電子受體,將NH_4~+和NO_2~-轉(zhuǎn)變?yōu)镹2的過程。隨著研究的深入,研究者們發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化細(xì)菌除了亞硝酸鹽外,還可以利用鐵鹽,碳酸氫鹽等其它物質(zhì)作為電子受體氧化氨。為了進(jìn)一步探究不同電子受體的厭氧氨氧化反應(yīng)器的機(jī)理,本論文利用變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)、16S rDNA宏測序和熒光實(shí)時(shí)定量PCR(qPCR)等生物學(xué)手段,對(duì)亞硝酸鹽、鐵鹽和碳酸氫鹽為電子受體的Anammox反應(yīng)器的功能微生物進(jìn)行了對(duì)比研究,得到了以下結(jié)論:(1)采用GC-F341/R518通用引物對(duì)PCR-DGGE的主要參數(shù)進(jìn)行了一系列優(yōu)化,結(jié)果說明Anammox污泥PCR-DGGE分析的最佳退火溫度是64℃;最佳變性劑濃度為45%至65%;最佳上樣量為5μL至7μL;聚丙烯酰胺凝膠最佳濃度為8%;DGGE分析最佳電壓/時(shí)間為80V/16h。PCR-DGGE的指紋圖譜及切膠測序結(jié)果表明,Amx(亞硝酸鹽型Anammox)和Fmx(鐵鹽型Feammox)反應(yīng)器中微生物物種含量豐富,多樣性差異顯著。(2)采用illumina miseq測序平臺(tái)進(jìn)行16S rDNA宏測序結(jié)果分析表明,三種電子受體反應(yīng)器中最優(yōu)勢菌種都是綠彎菌門(Chloroflexi)的unclassified_Chloroflexi屬細(xì)菌。Amx、Fmx和Hmx(碳酸氫鹽型Anammox)反應(yīng)器內(nèi)Planctomycetes的含量分別是21.31%、16.22%和1.65%。檢測到的Anammox菌有Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia兩個(gè)屬。檢測到的NOB(亞硝酸鹽氧化菌)只在Fmx反應(yīng)器中得到較好富集,含量達(dá)3.38%,AOB(氨氧化細(xì)菌)和DB(反硝化細(xì)菌)在三個(gè)反應(yīng)器中的含量都不高。由此推測Amx反應(yīng)器中主要發(fā)生的反應(yīng)是Anammox反應(yīng),Fmx反應(yīng)器中主要發(fā)生的反應(yīng)是Anammox和氧化亞硝酸鹽反應(yīng),Hmx反應(yīng)器中未能發(fā)生Anammox反應(yīng)。(3)利用qPCR分析結(jié)果表明,三個(gè)反應(yīng)器中Anammox菌含量最高的是Amx反應(yīng)器,并且Amx反應(yīng)器中的Anammox菌是該反應(yīng)器中含量最高的功能細(xì)菌。Fmx反應(yīng)器中含量較高的功能細(xì)菌是Anammox和NOB細(xì)菌。Hmx反應(yīng)器與Amx相比,Anammox菌含量降低,硝化和反硝化細(xì)菌含量升高。由此可以推測Amx反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)是Anammox反應(yīng);Fmx反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)是亞硝酸鹽氧化反應(yīng)和Anammox反應(yīng);Hmx反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)不是Anammox反應(yīng),而是硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)。(4)根據(jù)上述不同電子受體Anammox反應(yīng)器微生物豐度的分析可以推測,鐵鹽可以作為鐵鹽型Anammox反應(yīng)的電子受體,并發(fā)生Feammox反應(yīng);碳酸氫鹽未能作為碳酸氫鹽型Anammox反應(yīng)的電子受體,可能發(fā)生的是硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)。本研究對(duì)不同電子受體的厭氧氨氧化反應(yīng)器中的微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)有了一定的認(rèn)識(shí)。在不同的培養(yǎng)基質(zhì)條件下,功能微生物的種群特征為進(jìn)一步研究不同電子受體的厭氧氨氧化的機(jī)理、相關(guān)工藝優(yōu)化提供了一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703;X172

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盧思丹;孫寓姣;趙軒;王蕾;鄭丹陽;;降水對(duì)灃河水質(zhì)和水體微生物的影響[J];環(huán)境科學(xué);2016年07期

2 信欣;管蕾;姚藝朵;羊依金;郭俊元;程慶鋒;;低DO下AGS-SBR處理低COD/N生活污水長期運(yùn)行特征及種群分析[J];環(huán)境科學(xué);2016年06期

3 張正哲;金仁村;程雅菲;周煜璜;布阿依·謝姆古麗;;厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2015年05期

4 李祥;王悅;黃勇;巫川;王孟可;陳宗Y，

本文編號(hào)：1266379