论文题目: 鞘氨醇单胞菌降解溴氨酸及强化体系DNA指纹解析
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 曲媛媛
导师: 周集体
关键词: 生物强化,溴氨酸,指纹,鞘氨醇单胞菌
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文的研究目的是考察1株新分离的鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas xenophaga QYY）对蒽醌染料中间体溴氨酸的降解特性,并对菌株进行生理生化及16S rDNA分子鉴定,考察其生长及降解溴氨酸的特性,推测出该菌株降解溴氨酸的途径;同时,利用该菌株作为生物强化制剂对溴氨酸进行强化降解研究,通过现代分子生态技术揭示强化系统中微生物群落动态及结构变化。 菌株QYY是高效的溴氨酸降解菌,结合中国科学院微生物所的生理生化鉴定及本实验室对菌株QYY的形态观察、16S rDNA序列分析,菌株QYY归属于变形细菌α亚类,Sphingomonas xenophaga菌种。菌株QYY已作为专利菌种保存于中国普通微生物菌种保藏中心,注册编号为:CGMCC No.1172。菌株QYY与S. xenophaga的模式菌株DSM6383T的16S rDNA序列同源性高达99%,其16S rDNA序列登录GenBank,注册号为:AY611716。采用细菌中大质粒提取方法,从菌株QYY中分离得到1个非功能野生型质粒pSx-QYY（5683bp）。该质粒包括4个开放阅读框架,其中包含编码大肠杆菌复制子蛋白的基因,质粒序列登录GenBank,注册号为AY787146。 考察了菌株QYY生长及降解溴氨酸的基本特性,为生物强化实验奠定基础。菌株QYY对链霉素具有抗性,对其它所试抗生素均无抗性。菌株QYY最适的生长与降解条件为:温度30℃,pH=7.0,摇床转速为150r/min,接种量8%。菌株在以溴氨酸为唯一碳氮源培养基中可耐受的溴氨酸浓度为1000mg/L。优化了菌株QYY的休眠细胞降解溴氨酸的条件:温度30℃,pH=8.5,摇床转速为150r/min,并考察了休眠细胞对不同浓度溴氨酸的降解情况。确定了用海藻酸钙包埋菌株QYY的固定化方法,考察了固定化细胞对溴氨酸的最佳降解条件:摇床转速150r/min,温度30℃,pH 4.0-8.0。 利用紫外-可见光谱、离子色谱、液相色谱-质谱、核磁共振等先进的分析手段对菌株QYY降解溴氨酸的机理进行了研究,鉴定了降解的主要终产物,推测了可能的代谢途径。溴氨酸在菌株QYY作用下,总有机碳、CODCr的去除率分别为52.58%及56.79%,蒽醌环结构断裂。推测该降解过程是在环羟化双加氧酶与环断裂双加氧酶作用下发生的,主要的降解终产物为2-氨基-3-羟基-5-溴苯磺酸和2-氨基-4-羟基-5-溴苯磺酸。
论文目录:
摘要
Abstract
1 文献综述
1．1 蒽醌染料及其中间体废水处理研究进展
1．1．1 蒽醌染料废水的物理、化学处理方法
1．1．2 蒽醌染料废水的生物处理方法
1．1．3 蒽醌染料中间体溴氨酸的处理进展
1．2 生物强化技术在废水处理中的应用
1．2．1 生物强化技术的提出及其特点
1．2．2 生物强化技术的作用机理
1．2．3 生物强化技术应用的成功实例
1．2．4 生物强化技术的局限
1．3 现代分子技术在废水菌群检测中的应用
1．3．1 现代分子技术的分类
1．3．2 现代分子技术对废水菌群的监测
1．3．3 现代分子技术应用的潜力及存在问题
1．4 本论文的研究内容及意义
2 溴氨酸降解菌株的分离与鉴定
2．1 材料与方法
2．1．1 实验材料
2．1．2 实验方法
2．2 结果与讨论
2．2．1 溴氨酸降解菌株的分离
2．2．2 菌株QYY的形态及生理生化特性
2．2．3 菌株QYY的16SrDNA序列分析
2．2．4 菌株QYY中野生型质粒的分离与序列分析
2．3 本章小结
3 鞘氨醇单胞菌QYY的特性研究
3．1 材料与方法
3．1．1 实验材料
3．1．2 实验方法
3．2 结果与讨论
3．2．1 菌株QYY的抗性实验
3．2．2 菌株QYY生长与降解条件的确定
3．2．3 菌株QYY生长曲线的测定
3．2．4 菌株QYY在唯一碳氮源培养基中降解溴氨酸的情况
3．2．5 菌株QYY休眠细胞对溴氨酸的降解
3．2．6 菌株QYY固定化方法的比较
3．2．7 菌株QYY固定化细胞的形态观察
3．2．8 菌株QYY固定化细胞降解条件的优化
3．2．9 菌株QYY固定化细胞对溴氨酸的降解
3．3 本章小结
4 鞘氨醇单胞菌QYY降解溴氨酸的机理研究
4．1 材料与方法
4．1．1 实验材料
4．1．2 实验方法
4．2 结果与讨论
4．2．1 溴氨酸降解过程中紫外-可见波谱变化
4．2．2 溴氨酸降解过程中总有机碳及COD_(Cr)变化
4．2．3 溴氨酸降解过程中NH_4~+、Br~-及SO_4~(2-)的变化
4．2．4 溴氨酸降解终产物液相色谱条件的确定
4．2．5 溴氨酸降解终产物的液相色谱-质谱分析
4．2．6 溴氨酸降解终产物的核磁共振分析
4．2．7 菌株对常见芳香化合物好氧代谢中间产物利用情况
4．2．8 鞘氨醇单胞菌QYY降解溴氨酸的途径推测
4．3 本章小结
5 溴氨酸生物强化降解及强化体系DNA指纹解析
5．1 材料与方法
5．1．1 实验材料
5．1．2 实验方法
5．2 结果与讨论
5．2．1 游离态细胞对溴氨酸的强化作用
5．2．2 固定化细胞对溴氨酸的强化作用
5．2．3 污泥样品中基因组DNA提取方法的确定
5．2．4 两种分子指纹方法实验条件的摸索
5．2．5 强化体系污泥样品基因组DNA的提取
5．2．6 RISA指纹方法对强化体系的群落解析
5．2．7 ARDRA指纹方法对强化体系的群落解析
5．2．8 强化体系微生物群落的文库构建及16SrDNA进化分析
5．2．9 本章小结
6 结论与展望
6．1 主要结论
6．2 本论文的创新之处
6．3 有待深入研究的内容
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间发表学术论文情况
附录A 菌株QYY的16SrDNA测序图
附录B 溴氨酸检验报告单
附录C 菌株QYY的生理生化鉴定报告
附录D 专利申请受理通知书
附录E 菌株QYY的16SrDNA序列登录GenBank
附录F 菌株QYY的核糖体基因区间序列登录GenBank
附录G 质粒pSx-QYY登录GenBank
致谢
个人简历
大连理工大学学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-09-07
参考文献
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