嗜热复合菌群高效降解偶氮染料的机制解析

发布时间：2021-05-09 13:14

　　本研究以先前筛选构建的一组能有效脱色降解偶氮染料的嗜热复合菌群为研究对象,考察了环境因素对该菌群脱色降解的影响,并采用紫外光谱（UV-Vis）、傅里叶红外光谱（FTIR）及液质二级连用（HPLC-MS/MS）等技术对直接黑G（DBG）的降解中间产物进行了分析,由此推理出了一条DBG可能的降解途径。此外,为阐明该复合菌群的微生物多样性及关键功能菌,采用梯度稀释法并监测不同稀释梯度下偶氮染料脱色降解的关键指标,确定复合菌群实现偶氮染料脱色降解的临界梯度,在此基础上结合聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）及高通量测序技术（HTST）对不同稀释度下的样品进行测序分析。最后结合宏基因组测序技术,解析菌群失去染料脱色降解功能前后的差异基因,进而为偶氮染料废水的高效生物处理提供一定的理论研究依据。本研究的主要结论如下:（1）嗜热复合菌群脱色降解特性研究结果显示:该菌群脱色降解较佳条件为:温度55℃、初始pH208.0;染料浓度为200-60020mg/L时,嗜热复合菌群对DBG的脱色率都很高,培养2420h均可达到96%以上;NaCl的浓度为5%时,培养4820h后的脱色率可达88%以... 

【文章来源】：江西农业大学江西省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 绪论
    1.1 偶氮染料及偶氮染料废水的危害
    1.2 偶氮染料的处理方法
    1.3 偶氮染料废水的微生物处理
        1.3.1 降解偶氮染料的微生物
        1.3.2 偶氮染料脱色降解的影响因素
        1.3.3 偶氮染料脱色降解相关酶
        1.3.4 基因工程菌的研究
        1.3.5 偶氮染料降解菌的群落结构分析
        1.3.6 偶氮染料降解代谢途径及机理研究
    1.4 课题来源、研究目的及意义
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究目的及意义
        1.4.3 研究技术路线
第二章 嗜热复合菌群的脱色降解特性研究
    2.1 实验材料
        2.1.1 菌种来源
        2.1.2 脱色培养基
        2.1.3 主要试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 脱色率的测定
        2.3.2 染料浓度的测定
        2.3.3 不同因素对偶氮染料脱色降解的影响
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 DBG的标准曲线
        2.4.2 温度对脱色的影响
        2.4.3 pH对脱色的影响
        2.4.4 初始染料浓度对脱色的影响
        2.4.5 偶氮染料结构对脱色的影响
        2.4.6 盐度对脱色的影响
    2.5 本章小结
第三章 嗜热复合菌群对DBG的脱色降解途径研究
    3.1 实验材料
        3.1.1 菌种来源
        3.1.2 脱色培养基
        3.1.3 主要试剂
    3.2 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 不同时间脱色液的紫外-可见光谱扫描
        3.3.2 红外光谱扫描分析
        3.3.3 HPLC-MS/MS分析
        3.3.4 DBG脱色产物的植物毒理测定
        3.3.5 数据统计分析
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 紫外-可见光谱扫描分析
        3.4.2 红外光谱扫描分析
        3.4.3 LC-MS/MS分析
        3.4.4 嗜热复合菌群对DBG脱色降解途径研究
        3.4.5 DBG脱色产物的植物毒理测定
    3.5 本章小结
第四章 嗜热复合菌群结构及关键降解菌分析
    4.1 实验材料
        4.1.1 菌种来源
        4.1.2 脱色培养基
        4.1.3 主要试剂
    4.2 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 稀释梯度法确定脱色降解临界点
        4.3.2 DNA的提取及浓度检测
        4.3.3 16S V3区PCR扩增
        4.3.4 DGGE技术操作
        4.3.5 高通量测序
        4.3.6 基因序列登录号
        4.3.7 数据统计分析
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 复合菌群脱色降解稀释临界点的确定
        4.4.2 基因组DNA浓度检测
        4.4.3 16S V3区PCR扩增产物检测
        4.4.4 变性梯度凝胶电泳(DGGE)
        4.4.5 高通量测序技术研究不同稀释梯度下微生物群落结构的变化
        4.4.6 结果与讨论
    4.5 本章小结
第五章 染料降解稀释临界点前后关键差异基因解析
    5.1 实验材料
        5.1.1 测序样品来源
        5.1.2 主要试剂
    5.2 实验仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 宏基因组测序
        5.3.2 荧光定量PCR(qPCR)测定差异基因的表达量
    5.4 实验结果
        5.4.1 宏基因组测序结果
        5.4.2 qPCR测定差异基因的表达量
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历
    Ⅰ.发表论文情况
    Ⅱ.主要获奖情况
附录1



本文编号：3177366