群体感应系统调控异养硝化好氧反硝化机制研究
发布时间：2021-09-30 09:28
氮素污染是水体富营养化的重要原因,生物脱氮技术对于减缓水体氮污染意义重大。异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification,HNAD）作为新兴的脱氮技术具有同步硝化反硝化优势。其氮循环代谢调控机制和如何强化脱氮是该技术的主要科学和技术难题。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PA）是废水中常见的群体感应（Quorum Sensing,QS）调控HNAD功能菌,产生高丝氨酸内酯（Acy1-Homoserine Lactone,AHL）和喹诺酮（Pseudomonas quinolone signal,PQS）两类信号分子调控基因表达。针对相关难题,本研究利用PA菌株PAO1（野生型）及突变菌株lasIrhlI（AHL缺陷）,pqs4（PQS缺陷）,pqsL（PQS过度分泌）,明确QS调控HNAD氮循环过程、机理,优化条件。构建群体感应调控-生物膜异养硝化好氧反硝化工艺（Quorum Sensing-Biofilm-Heterotrophic Nitrification Aerobic De...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SHARON-ANAMMOX组合流程示意图
图 1-2 异养硝化好氧反硝化途径分析1.4.5.3 异养硝化好氧反硝化的影响因素溶解氧（DO）浓度，碳/氮（C/N）负荷比已被认为是影响好氧反硝化的主要因素，而温度和 pH 也会影响该过程的速率[27]。碳源对于细胞生长和硝酸盐还原过程至关重要，而好氧反硝化与异质结合有关。琥珀酸盐和醋酸盐最常被用作碳源，因为这两种碳源很容易涉及三羧酸循环好氧反硝化通常需要最佳的 C/N 负荷比约为 5，有时为 9-10，高于常规的缺氧硝化反应。一些好氧反硝化菌更喜欢一定的 C/N 负荷比，并且在极低或高碳浓度下反硝化效率会有所降低，因为低碳浓度或高碳浓度均可能抑制细菌的生长好氧反硝化的最适温度范围在 25-37°C，即细菌活性的最适温度。若温度10°C 时，好氧反硝化效率明显降低。与在 20-30°C 下生长的假单胞（Pseudomonasmandelii）细胞相比，在 10°C 左右生长的假单胞菌培养物显示出生长的长滞后期以及 NirS 和 CNorB 诱导基因表达的延迟。然而，一些好氧菌株可以耐受低温（4°C）或在高温（50°C）下生长。在脱氮过程中，由于碱的形成pH 会有一定程度的增加。好氧反硝化过程的最佳 pH 值为中性或弱碱性（7.
图 1-3 铜绿假单胞生物膜形成过程示意图体感应系统调控 EPS 的合成外聚合物（ExtraCellular PolymeriC SubstanCes，EPS）是生物成分，它是形成生物膜中细胞周围的粘性基质，通常由多糖，成[40]。在铜绿假单胞菌中，已经鉴定出五个被认为在胞外多糖因簇[41]，包括alg生物合成基因（PA3540PA3551），ps（lPA2231PA3058PA3064）操纵子和另外两个基因。到目前为止，只有 p已被明确鉴定为受 QS 调节。簇（pelABCDEFG）负责生物膜中富含葡萄糖醛酸类多糖的产菌落褶皱状的菌落表型，它对于表面相关生的物膜或薄膜形成因的表达同样受 QS 系统调节，在 Las QS 突变体中发现固体气液薄膜形成显着减少的现象，此外也发现了 Las QS 系统和pel 生物合成基因的转录。糖外，细胞外 DNA 也是铜绿假单胞菌生物膜的重要组分之一，在生物膜发育的早期，细胞外 DNA 是将细胞结合在一起的关
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高效液相色谱-串联质谱法检测微氧生物脱氮菌群酰基高丝氨酸内酯信号分子[J]. 李玖龄,孙凯,孟佳,沈吉敏,齐虹,江雷. 分析化学. 2016(08)
本文编号：3415583
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SHARON-ANAMMOX组合流程示意图
图 1-2 异养硝化好氧反硝化途径分析1.4.5.3 异养硝化好氧反硝化的影响因素溶解氧（DO）浓度，碳/氮（C/N）负荷比已被认为是影响好氧反硝化的主要因素，而温度和 pH 也会影响该过程的速率[27]。碳源对于细胞生长和硝酸盐还原过程至关重要，而好氧反硝化与异质结合有关。琥珀酸盐和醋酸盐最常被用作碳源，因为这两种碳源很容易涉及三羧酸循环好氧反硝化通常需要最佳的 C/N 负荷比约为 5，有时为 9-10，高于常规的缺氧硝化反应。一些好氧反硝化菌更喜欢一定的 C/N 负荷比，并且在极低或高碳浓度下反硝化效率会有所降低，因为低碳浓度或高碳浓度均可能抑制细菌的生长好氧反硝化的最适温度范围在 25-37°C，即细菌活性的最适温度。若温度10°C 时，好氧反硝化效率明显降低。与在 20-30°C 下生长的假单胞（Pseudomonasmandelii）细胞相比，在 10°C 左右生长的假单胞菌培养物显示出生长的长滞后期以及 NirS 和 CNorB 诱导基因表达的延迟。然而，一些好氧菌株可以耐受低温（4°C）或在高温（50°C）下生长。在脱氮过程中，由于碱的形成pH 会有一定程度的增加。好氧反硝化过程的最佳 pH 值为中性或弱碱性（7.
图 1-3 铜绿假单胞生物膜形成过程示意图体感应系统调控 EPS 的合成外聚合物（ExtraCellular PolymeriC SubstanCes，EPS）是生物成分，它是形成生物膜中细胞周围的粘性基质，通常由多糖，成[40]。在铜绿假单胞菌中，已经鉴定出五个被认为在胞外多糖因簇[41]，包括alg生物合成基因（PA3540PA3551），ps（lPA2231PA3058PA3064）操纵子和另外两个基因。到目前为止，只有 p已被明确鉴定为受 QS 调节。簇（pelABCDEFG）负责生物膜中富含葡萄糖醛酸类多糖的产菌落褶皱状的菌落表型，它对于表面相关生的物膜或薄膜形成因的表达同样受 QS 系统调节，在 Las QS 突变体中发现固体气液薄膜形成显着减少的现象，此外也发现了 Las QS 系统和pel 生物合成基因的转录。糖外，细胞外 DNA 也是铜绿假单胞菌生物膜的重要组分之一，在生物膜发育的早期，细胞外 DNA 是将细胞结合在一起的关
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高效液相色谱-串联质谱法检测微氧生物脱氮菌群酰基高丝氨酸内酯信号分子[J]. 李玖龄,孙凯,孟佳,沈吉敏,齐虹,江雷. 分析化学. 2016(08)
本文编号：3415583
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