嗜热聚乙烯醇降解菌的分离及其降解性能研究

发布时间：2023-08-15 19:17

　　聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA),具有较好的粘附性,耐磨性,化学性质稳定,被广泛应用于纺织、印染、化纤等行业。然而,大量PVA的使用和排放也给水体和土壤生态系统造成严重的污染。尽管PVA可生物降解,但大多数微生物对PVA降解率低,周期长。嗜热微生物具有热稳定性好、催化反应速率高的嗜热酶,可以促进有机物的生物降解,提高降解率。因此,发掘可高效降解PVA的嗜热菌株,并研究其降解特性和机理,对于构建高效的PVA污染修复技术,有效控制PVA污染及其对生态环境的危害具有重要的实践意义。本研究从高温堆肥中分离筛选获得高效的嗜热PVA降解菌,并研究其对PVA的降解性能和机制。论文主要结论如下:1、从堆肥样品中分离、筛选出两株具有降解PVA的嗜热菌FAFU 038和FAFU 039。革兰氏染色和显微镜观察表明,两株菌同为革兰氏阳性杆状菌。16S r RNA基因分析表明,FAFU 038菌株属于Brevibacillus aydinogluensis,而FAFU 039菌株属于Brevibacillus thermoruber。两株菌都具有较好的PVA降解能力,其中FAFU 038...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 前言
    1.1 聚乙烯醇
        1.1.1 聚乙烯醇及应用
        1.1.2 聚乙烯醇的危害
    1.2 PVA污染现状
    1.3 PVA降解研究现状
        1.3.1 PVA物理化学处置法
        1.3.2 PVA生物降解
        1.3.3 PVA降解酶的研究
    1.4 嗜热菌及其在环境污染修复中的应用
    1.5 本课题研究目的意义和主要研究内容
        1.5.1 研究目的和研究意义
        1.5.2 研究内容与技术路线
2 PVA嗜热降解菌的分离筛选
    2.1 前言
    2.2 实验材料
        2.2.1 样品的采集
        2.2.2 培养基
        2.2.3 实验药品与引物
        2.2.4 实验仪器与数据库
    2.3 实验方法
        2.3.1 聚乙烯醇嗜热降解菌的分离和筛选
        2.3.2 革兰氏染色
        2.3.3 菌落形态观察
        2.3.4 电镜观察
        2.3.5 DNA提取
        2.3.6 PCR扩增
        2.3.7 菌株分子生物学鉴定
        2.3.8 聚乙烯醇嗜热降解菌的培养
        2.3.9 聚乙烯醇定量分析及降解实验
    2.4 结果与分析
        2.4.1 菌株形态特征观察
        2.4.2 菌株分子生物学鉴定
        2.4.3 聚乙烯醇降解菌降解性能初探
    2.5 本章小结
3 嗜热菌FAFU038对PVA降解性能研究及条件优化
    3.1 前言
    3.2 实验材料
        3.2.1 供试菌株
        3.2.2 培养基
        3.2.3 实验药品
        3.2.4 实验仪器
    3.3 实验方法
    3.4 结果与分析
        3.4.1 不同浓度PVA的降解率
        3.4.2 不同温度对PVA降解能力的影响
        3.4.3 不同pH值对PVA降解能力的影响
        3.4.4 不同渗透压对PVA降解能力的影响
        3.4.5 不同N源培养基对PVA降解能力的影响
        3.4.6 不同聚合度PVA对降解的影响
        3.4.7 不同醇解度PVA对降解的影响
    3.5 本章小结
4 嗜热微生物介导PVA降解机制的初探
    4.1 前言
    4.2 实验材料
        4.2.1 供试菌株
        4.2.2 培养基
        4.2.3 实验试剂
        4.2.4 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 UV光谱分析
        4.3.2 FTIR光谱分析
        4.3.3 高效凝胶色谱分析
        4.3.4 三维荧光光谱分析
        4.3.5 聚乙烯醇降解酶定性分析
        4.3.6 酶活的测定
        4.3.7 酶分布情况的测定
        4.3.8 酶反应动力学研究
    4.4 结果与分析
        4.4.1 PVA的降解过程及其产物
            4.4.1.1 PVA分子量的变化
            4.4.1.2 PVA降解过程官能团的变化及其产物
        4.4.2 PVA降解酶的分析
            4.4.2.1 聚乙烯醇降解酶定性分析
            4.4.2.2 聚乙烯醇降解酶酶活分布
            4.4.2.3 PVA降解酶与底物的关系
            4.4.2.4 酶反应动力学方程的建立
            4.4.2.5 酶反应动力学方程分析
    4.5 本章小结
5 主要结论、创新及展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新
    5.3 展望
参考文献
附录
攻读硕士期间的研究成果
致谢



本文编号：3842114