针铁矿/赤铁矿对互营氧化产甲烷过程中微生物代谢途径和主要基因的影响

发布时间：2021-04-28 02:09

　　有机质厌氧产甲烷过程中,短链脂肪酸互营氧化是有机质降解的关键环节,目前人们对于参与该过程的微生物群落及功能了解不多,研究发现铁氧化物能促进互营氧化产甲烷。本论文重复添加碳源丙酸和丁酸,以针/赤铁矿为代表,用16S rRNA高通量测序技术分析不同产甲烷周期中微生物群落变化,用荧光定量PCR和宏基因组测序的方法研究丙酸和丁酸互营氧化代谢途径以及产甲烷过程中主要基因。主要结论如下:（1）随着产甲烷周期的延长,微生物群落组成的种类更加多样,细菌初始为AUTHM297和T78,随后开始出现丙酸氧化菌或丁酸氧化菌,到第六个产甲烷周期中优势微生物已经富集,在丙酸和丁酸组中优势细菌分别为Syntrophobacter和Syntrophomonas,产甲烷古菌为Methanothrix,Methanoculleus和Methanosarcina。（2）通过底物降解实验可知添加针/赤铁矿能促进丙酸到乙酸反应,赤铁矿的效果最显著,针铁矿次之,不添加铁氧化物的对照组最慢;定量PCR实验bac16s rRNA细菌的基因拷贝数在同一数量级10⁸范围内,定量PCR和宏基因组方法测得mcr基因的... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 微生物厌氧产甲烷概述
        1.2.1 脂肪酸互营氧化
    1.3 导电材料促进产甲烷现状
    1.4 种间电子传递
    1.5 论文的研究意义及主要内容
第二章 材料与方法
    2.1 实验设计
        2.1.1 实验材料
    2.2 测试方法
        2.2.1 甲烷的测定
        2.2.2 VFA的测定
        2.2.3 污泥样品DNA的提取
    2.3 16S rRNA高通量测序
    2.4 质粒的获取
        2.4.1 荧光定量PCR
    2.5 生物信息学分析
        2.5.1 宏基因组文库的构建和测序
        2.5.2 宏基因组数据分析
        2.5.3 基因预测和基因丰度
        2.5.4 分类预测和功能注释
第三章 不同产甲烷周期的微生物群落变化
    3.1 前言
    3.2 微生物群落分析
        3.2.1 门水平细菌群落分析
        3.2.2 属水平古菌群落分析
        3.2.3 属水平细菌群落分析
    3.3 本章小结
第四章 铁氧化物对丙酸互营氧化的影响
    4.1 前言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 丙酸降解
        4.2.2 丙酸组微生物群落分析
        4.2.3 代谢功能注释
        4.2.4 丙酸代谢
        4.2.5 甲烷代谢
        4.2.6 Pili和细胞色素基因情况
    4.3 小结
第五章 铁氧化物对丁酸互营氧化的影响
    5.1 前言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 丁酸的降解
        5.2.2 丁酸组微生物群落分析
        5.2.3 代谢功能注释
        5.2.4 丁酸代谢
        5.2.5 甲烷代谢
        5.2.6 Pili和细胞色素基因情况
    5.3 小结
第六章 结论
    6.1 结论
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物直接种间电子传递:机制及应用[J]. 黄玲艳,刘星,周顺桂.  土壤学报. 2018(06)
[2]qPCR揭示丙酸降解菌群随OLR提高的演替规律[J]. 张立国,李彦霖,班巧英,李建政.  中国环境科学. 2018(08)
[3]导电性生物炭促进Geobacter和Methanosarcina共培养体系互营产甲烷过程[J]. 李坚,汤佳,庄莉,许杰龙.  生态环境学报. 2018(07)
[4]Comparative transcriptomic insights into the mechanisms of electron transfer in Geobacter co-cultures with activated carbon and magnetite[J]. Shiling Zheng,Fanghua Liu,Meng Li,Leilei Xiao,Oumei Wang.  Science China（Life Sciences）. 2018(07)
[5]微生物直接电子传递:甲烷代谢古菌研究进展[J]. 周婷,余林鹏,符力,周顺桂.  应用与环境生物学报. 2018(05)
[6]铁氧化物对有机质厌氧产甲烷过程的影响及其机制[J]. 张勋,陈天虎,王进,岳正波.  地球科学. 2018(S1)
[7]丁酸和戊酸互营氧化产甲烷微生物学研究进展[J]. 易悦,王慧中,郑丹,苟敏,汤岳琴.  中国沼气. 2017(03)
[8]丙酸互营氧化菌群对厌氧消化过程中丙酸累积的调控研究进展[J]. 凡慧,马诗淳,黄艳,邓宇.  中国沼气. 2016(04)
[9]土壤铁氧化物对有机质产甲烷过程的影响及其机制[J]. 唐子阳,汤佳,庄莉,马金莲,周顺桂,樊霆.  生态学杂志. 2016(06)
[10]微生物互营产甲烷研究进展[J]. 张小元,李香真,李家宝.  应用与环境生物学报. 2016(01)

博士论文
[1]厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究[D]. 王晋.江南大学 2013
[2]污泥厌氧消化过程中乙酸累积的微生态机理研究[D]. 许科伟.江南大学 2010

硕士论文
[1]磁铁矿介导丙酸互营氧化产甲烷过程的微生物机制[D]. 李坚.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2018
[2]针铁矿赤铁矿强化短链脂肪酸厌氧产甲烷研究[D]. 徐诚.合肥工业大学 2017
[3]餐厨垃圾厌氧消化产甲烷影响因素研究及机理探讨[D]. 陈泓.北京化工大学 2016
[4]不同年龄阶段山羊瘤胃古菌，细菌菌群结构组成研究[D]. 郭伟.四川农业大学 2015
[5]铁氧化物强化纤维素类生物质产甲烷研究[D]. 时昌波.合肥工业大学 2014



本文编号：3164593