沼气发酵过程中产甲烷菌分子多样性研究及产甲烷菌的分离

论文题目: 沼气发酵过程中产甲烷菌分子多样性研究及产甲烷菌的分离

论文类型: 硕士论文

论文专业: 微生物学

作者: 汪婷

导师: 李顺鹏

关键词: 沼气发酵,产甲烷菌,群落变化

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 沼气发酵过程是一个由多种微生物联合，交替作用的复杂生化过程。在发酵过程中，不产甲烷细菌和产甲烷菌之间，相互依赖，又互相制约，在发酵过程中处于平衡状态。而在发酵过程中微生物的代谢活动与相互作用也体现在发酵反应中物料的理化性质的改变上。 在沼气发酵中，产甲烷菌是沼气发酵微生物的核心，作为自然界碳素循环中厌氧生物链的最后一个成员，分析沼气发酵过程中产甲烷菌的变化，对于了解发酵程度，优化发酵条件，提高沼气产量，具有十分重要的意义。目前已知，自然环境中的微生物有90-99％是还未可培养的，加之产甲烷菌的严格厌氧性、培养周期长等特点，使得通过传统的培养分离技术对产甲烷菌群落结构的分析十分困难，随着现代分子生物学的发展，特别是16S rDNA分析的方法引入厌氧环境微生物群落的研究中，使得快速、全面、准确地研究厌氧系统内的产甲烷菌的群落结构的多样性成为可能。 本文研究了以奶牛粪便为原料的沼气发酵过程中的物料理化性质的改变、参与发酵过程的六大微生物生理群的数量变化。同时采用不依赖于培养的16SrDNA分析的方法研究了沼气发酵的不同阶段沼液中产甲烷菌的多样性的变化。并通过传统的Hungate厌氧技术从发酵液中分离出产甲烷菌并进行了初步的鉴定。 一、沼气发酵过程中主要微生物生理群的演替与物料的变化 研究了以奶牛粪便为原料的沼气发酵过程中六大微生物生理群(好氧产酸菌、厌氧产酸菌、好氧氨化菌、厌氧氨化菌、厌氧纤维素降解菌、产甲烷菌)数量的变化，以及在此过程中物料理化性质的变化。实验表明：发酵前期，以好氧微生物活动为主，随着发酵的进行，厌氧微生物，特别是产甲烷菌的作用越来越显著。 在发酵过程中，挥发性有机酸，全氮、pH、氧化还原电位都发生变化，其变化与沼液中微生物类群变化相关。 二、沼液总DNA的提取和纯化方法 通过直接提取法和间接提取法的比较，确立了从沼液中提取总DNA的方法。比较结果表明，尽管直接提取法的得率要高于间接法，但由于沼液样品中的腐殖质等杂质的含量较高，经过纯化回收后的直接法提取的总DNA，仍无法通过PCR扩增的方法得到所需的片断，无法进行后续试验。而间接法的得率虽然较低，但所得总DNA纯度高，无需纯化，即可进行后续操作。 三、沼气发酵过程中产甲烷多样性的变化 采用不依赖于培养的16SrDNA分析的方法研究了沼气发酵的不同阶段产甲烷菌的多样性的改变。首先提取了发酵前、发酵启动期、盛产期前期、盛产期、发酵末期五个阶段的沼液总DNA，应用产甲烷菌特异性的16SrDNA引物通过PCR扩增了五个阶段的沼液样品的总DNA，建立了五个沼液样品16SrDNA文库，应用HaeⅢ-HpaⅡ两种四碱基限制性核酸内切酶对五个文库中的16SrDNA片段进行了限制性片段长度多态性分析。共获得127种酶切类型。应用各种多样性和均度参数对五个文库HaeⅢ-HpaⅡ酶切类型的丰富度和分布进行了比较。对五个文库的16SrDNA主要HaeⅢ-HpaⅡ酶

论文目录:

摘要

Abstract

符号与缩略语说明

文献综述

第一章 沼气发酵的应用现状

第二章 环境微生物群落研究方法及厌氧环境中产甲烷菌多样性的研究进展

第三章 产甲烷菌的研究进展

实验部分

第一章 沼气发酵过程中主要微生物群落变化及物质变化

1. 材料与方法

2. 结果分析

3. 讨论

4. 参考文献

第二章 沼气微生物总DNA的提取和纯化方法研究

1. 材料与方法

2. 结果分析

3. 讨论

4. 参考文献

第三章 沼气发酵过程中产甲烷菌的群落结构的演替

1. 材料与方法

2. 结果分析

3. 讨论

4. 参考文献

第四章 沼气发酵基质与发酵沼液中产甲烷菌的分离

1. 材料与方法

2. 结果分析

3. 讨论

4. 参考文献

全文总结

附录

致谢

发布时间: 2006-10-20

参考文献

• [1].蔬菜废弃物沼气发酵工艺条件及沼气发酵残余物综合利用技术的研究[D]. 王远远.上海交通大学2008
• [2].低温沼气发酵优良菌系的筛选及优势菌群分析[D]. 孔维涛.河北农业大学2013
• [3].太阳能加热的户用沼气发酵装置的设计与实验研究[D]. 武磊.兰州理工大学2009
• [4].低温沼气发酵工艺的优化研究[D]. 李泽乐.内蒙古农业大学2014
• [5].沼气发酵生态系统与残留物综合利用技术研究[D]. 王金花.中国农业大学2005
• [6].地上式户用太阳能沼气发酵系统热性能试验研究[D]. 崔建明.内蒙古工业大学2016
• [7].鸡场养殖烘污沼气发酵适用技术实验研究[D]. 李清.中国农业科学院2012
• [8].沼气发酵及分离提纯技术研究[D]. 谭风光.兰州理工大学2012
• [9].规模化干法沼气发酵技术及装备的研究与示范[D]. 赵国明.吉林大学2009
• [10].基于PLC的沼气发酵监控与数据采集系统设计[D]. 辛睿德.华中农业大学2013

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• [4].大中型沼气工程的沼气净化技术研究[D]. 黎良新.广西大学2007
• [5].沼气发酵生态系统与残留物综合利用技术研究[D]. 王金花.中国农业大学2005
• [6].城市生活垃圾厌氧发酵过程产生沼气的净化及利用[D]. 张海东.昆明理工大学2005
• [7].沼气发酵液综合利用技术示范研究[D]. 余东波.云南师范大学2006
• [8].新型高效户用沼气发酵装置试验研究[D]. 王学涛.河南农业大学2002

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