孟盈盈:北极低温反硝化细菌的多样性与脱氮能力分析论文

孟盈盈:北极低温反硝化细菌的多样性与脱氮能力分析论文

本文主要研究内容

作者孟盈盈(2019)在《北极低温反硝化细菌的多样性与脱氮能力分析》一文中研究指出:当今经济和社会的迅速发展在大幅改善居民生活质量的同时,也加大了工农业和生活污水的排放量。污水中含有对人体健康有害的物质,对其进行有效处理迫在眉睫。低温条件下,常规污水生物处理技术由于中温微生物自身的机制导致其生长缓慢,影响污水排放的效率,很难达到排放标准。因此,寻找低温条件下的高效反硝化细菌对污水的高效处理与合格排放有着非常重要的作用。利用反硝化筛选培养基对26个站位的北极海洋沉积物进行了反硝化细菌的富集、筛选与分离培养,获得了59株具有16S rRNA基因有效序列的菌株;基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明,分离到的菌株分属于3个门、4个纲、8个目、13个科、16个属、23个种,其中γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)的菌株数量所占的比例最大(57.63%);有1株菌(CC2-DN-5)与模式菌株Halocynthiibacter arcticus PAMC 20958的最高序列相似性为96.44%,可能为潜在的新种。理化性质分析结果表明,大部分分离到的菌株能利用阿拉伯糖和葡萄糖等多种碳源生长,并且能产硝酸盐还原酶、α-葡萄糖苷酶和蛋白酶等多种胞外水解酶。代表性菌株的温度和NaCl浓度生长范围的研究结果表明,大部分菌株生长的温度和NaCl浓度的范围为0–30℃和0–6.0%,最适温度为10℃或20℃,最适NaCl浓度为1.5%或4.5%。大多数代表性菌株既能在低温下生长良好,又对NaCl浓度具有广泛的适应能力,表明其对环境的适应性较强,具有良好的应用前景。从3株假单胞菌(Pseudomonas,P13-DN-7、E24-DN-52和C22-DN-54)和1株海杆菌(Marinobacter,P12-DN-1)中克隆到反硝化作用的关键酶亚硝酸还原酶基因(nirS),初步表明其为真正的反硝化细菌。综合考虑菌株对温度、NaCl浓度的耐受性以及反硝化筛选培养基中的生长情况,筛选出生长较好的6株菌(Pseudoalteromonas sp.CC2-DN-6、Paracoccus sp.E24-DN-51、Pseudomonas sp.C22-DN-54、Vibrio sp.CC05-DN-57、Psychrobacter sp.B09-DN-60和Pseudoalteromonas sp.B10-DN-64)研究其在硝化培养基和反硝化培养基中的脱氮性能。研究结果表明,菌株C22-DN-54具有良好的脱氮效果;在硝化试验中,菌株C22-DN-54能在48 h内将NH4+-N(初始浓度60 mg/L)的含量降低70%以上;反硝化试验中,该菌株在48 h内对NO3?-N(初始浓度40 mg/L)的去除效果几乎为100%。菌株Marinobacter sp.Arc7-DN-1能将NH4+或NO3?作为唯一氮源在低温条件下生长;可在较宽的温度(0–30℃)和NaCl浓度(1.5–9.0%)范围下生长。菌株Marinobacter sp.Arc7-DN-1的基因组为1条全长4300456 bp(G+C含量,57.64mol%)的环形染色体,包含3811个编码基因、50个tRNA和3个rRNA操纵子(16S-23S-5S rRNA)。KEGG分析结果显示,菌株Marinobacter sp.Arc7-DN-1编码43种与氮代谢相关的蛋白质,包括一条完整的反硝化途径(硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶(NO形成)、NO还原酶和N2O还原酶)、一条硝酸盐还原途径(硝酸盐还原酶和亚硝酸盐氧化还原酶)以及其他氮代谢相关酶,如硝酸酯单氧酶、谷氨酰胺合成酶等。选取脱氮能力较强的菌株E24-DN-51(Paracoccus sp.)和C22-DN-54(Pseudomonas sp.)构建混合菌群,研究C/N、温度和NaCl浓度对其去除效率的影响。研究结果表明,C/N为1–16时,混合菌群的脱氮性能随着碳氮比的增高而增强。C/N为7–16时,去除效果较好,96 h内对NH4+-N和NO3?-N的去除率均达到100%,C/N=16时去除效果最好。在5–25℃时,菌群的去除效率随着温度的升高而逐步增大。在10–25℃时,96 h内菌群能完全去除氨氮和硝态氮,COD去除效率也接近100%。在NaCl浓度为0–4.5%时,菌群去除效果较好,NaCl浓度为1.5%时去除效果最好。本研究将为我国低温污水的生物处理提供新的菌种资源,为实践中污水的低温生物处理打下一定的基础。

Abstract

dang jin jing ji he she hui de xun su fa zhan zai da fu gai shan ju min sheng huo zhi liang de tong shi ,ye jia da le gong nong ye he sheng huo wu shui de pai fang liang 。wu shui zhong han you dui ren ti jian kang you hai de wu zhi ,dui ji jin hang you xiao chu li pai zai mei jie 。di wen tiao jian xia ,chang gui wu shui sheng wu chu li ji shu you yu zhong wen wei sheng wu zi shen de ji zhi dao zhi ji sheng chang huan man ,ying xiang wu shui pai fang de xiao lv ,hen nan da dao pai fang biao zhun 。yin ci ,xun zhao di wen tiao jian xia de gao xiao fan xiao hua xi jun dui wu shui de gao xiao chu li yu ge ge pai fang you zhao fei chang chong yao de zuo yong 。li yong fan xiao hua shai shua pei yang ji dui 26ge zhan wei de bei ji hai xiang chen ji wu jin hang le fan xiao hua xi jun de fu ji 、shai shua yu fen li pei yang ,huo de le 59zhu ju you 16S rRNAji yin you xiao xu lie de jun zhu ;ji yu 16S rRNAji yin xu lie de ji tong fa yo fen xi biao ming ,fen li dao de jun zhu fen shu yu 3ge men 、4ge gang 、8ge mu 、13ge ke 、16ge shu 、23ge chong ,ji zhong γ-bian xing jun gang (γ-Proteobacteria)de jun zhu shu liang suo zhan de bi li zui da (57.63%);you 1zhu jun (CC2-DN-5)yu mo shi jun zhu Halocynthiibacter arcticus PAMC 20958de zui gao xu lie xiang shi xing wei 96.44%,ke neng wei qian zai de xin chong 。li hua xing zhi fen xi jie guo biao ming ,da bu fen fen li dao de jun zhu neng li yong a la bai tang he pu tao tang deng duo chong tan yuan sheng chang ,bing ju neng chan xiao suan yan hai yuan mei 、α-pu tao tang gan mei he dan bai mei deng duo chong bao wai shui jie mei 。dai biao xing jun zhu de wen du he NaClnong du sheng chang fan wei de yan jiu jie guo biao ming ,da bu fen jun zhu sheng chang de wen du he NaClnong du de fan wei wei 0–30℃he 0–6.0%,zui kuo wen du wei 10℃huo 20℃,zui kuo NaClnong du wei 1.5%huo 4.5%。da duo shu dai biao xing jun zhu ji neng zai di wen xia sheng chang liang hao ,you dui NaClnong du ju you an fan de kuo ying neng li ,biao ming ji dui huan jing de kuo ying xing jiao jiang ,ju you liang hao de ying yong qian jing 。cong 3zhu jia chan bao jun (Pseudomonas,P13-DN-7、E24-DN-52he C22-DN-54)he 1zhu hai gan jun (Marinobacter,P12-DN-1)zhong ke long dao fan xiao hua zuo yong de guan jian mei ya xiao suan hai yuan mei ji yin (nirS),chu bu biao ming ji wei zhen zheng de fan xiao hua xi jun 。zeng ge kao lv jun zhu dui wen du 、NaClnong du de nai shou xing yi ji fan xiao hua shai shua pei yang ji zhong de sheng chang qing kuang ,shai shua chu sheng chang jiao hao de 6zhu jun (Pseudoalteromonas sp.CC2-DN-6、Paracoccus sp.E24-DN-51、Pseudomonas sp.C22-DN-54、Vibrio sp.CC05-DN-57、Psychrobacter sp.B09-DN-60he Pseudoalteromonas sp.B10-DN-64)yan jiu ji zai xiao hua pei yang ji he fan xiao hua pei yang ji zhong de tuo dan xing neng 。yan jiu jie guo biao ming ,jun zhu C22-DN-54ju you liang hao de tuo dan xiao guo ;zai xiao hua shi yan zhong ,jun zhu C22-DN-54neng zai 48 hnei jiang NH4+-N(chu shi nong du 60 mg/L)de han liang jiang di 70%yi shang ;fan xiao hua shi yan zhong ,gai jun zhu zai 48 hnei dui NO3?-N(chu shi nong du 40 mg/L)de qu chu xiao guo ji hu wei 100%。jun zhu Marinobacter sp.Arc7-DN-1neng jiang NH4+huo NO3?zuo wei wei yi dan yuan zai di wen tiao jian xia sheng chang ;ke zai jiao kuan de wen du (0–30℃)he NaClnong du (1.5–9.0%)fan wei xia sheng chang 。jun zhu Marinobacter sp.Arc7-DN-1de ji yin zu wei 1tiao quan chang 4300456 bp(G+Chan liang ,57.64mol%)de huan xing ran se ti ,bao han 3811ge bian ma ji yin 、50ge tRNAhe 3ge rRNAcao zong zi (16S-23S-5S rRNA)。KEGGfen xi jie guo xian shi ,jun zhu Marinobacter sp.Arc7-DN-1bian ma 43chong yu dan dai xie xiang guan de dan bai zhi ,bao gua yi tiao wan zheng de fan xiao hua tu jing (xiao suan yan hai yuan mei 、ya xiao suan yan hai yuan mei (NOxing cheng )、NOhai yuan mei he N2Ohai yuan mei )、yi tiao xiao suan yan hai yuan tu jing (xiao suan yan hai yuan mei he ya xiao suan yan yang hua hai yuan mei )yi ji ji ta dan dai xie xiang guan mei ,ru xiao suan zhi chan yang mei 、gu an xian an ge cheng mei deng 。shua qu tuo dan neng li jiao jiang de jun zhu E24-DN-51(Paracoccus sp.)he C22-DN-54(Pseudomonas sp.)gou jian hun ge jun qun ,yan jiu C/N、wen du he NaClnong du dui ji qu chu xiao lv de ying xiang 。yan jiu jie guo biao ming ,C/Nwei 1–16shi ,hun ge jun qun de tuo dan xing neng sui zhao tan dan bi de zeng gao er zeng jiang 。C/Nwei 7–16shi ,qu chu xiao guo jiao hao ,96 hnei dui NH4+-Nhe NO3?-Nde qu chu lv jun da dao 100%,C/N=16shi qu chu xiao guo zui hao 。zai 5–25℃shi ,jun qun de qu chu xiao lv sui zhao wen du de sheng gao er zhu bu zeng da 。zai 10–25℃shi ,96 hnei jun qun neng wan quan qu chu an dan he xiao tai dan ,CODqu chu xiao lv ye jie jin 100%。zai NaClnong du wei 0–4.5%shi ,jun qun qu chu xiao guo jiao hao ,NaClnong du wei 1.5%shi qu chu xiao guo zui hao 。ben yan jiu jiang wei wo guo di wen wu shui de sheng wu chu li di gong xin de jun chong zi yuan ,wei shi jian zhong wu shui de di wen sheng wu chu li da xia yi ding de ji chu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自青岛科技大学的孟盈盈,发表于刊物青岛科技大学2019-07-19论文,是一篇关于北冰洋沉积物论文,反硝化细菌论文,系统发育分析论文,去除效率论文,基因组论文,青岛科技大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自青岛科技大学2019-07-19论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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