施氏假单胞菌SC221-M的反硝化特性及其调节草鱼养殖水体水质的研究

发布时间：2020-12-15 20:00

　　为了降低草鱼养殖水体中的氨氮及亚硝酸盐等污染物,通过定向富集的方法筛选到一株具有良好脱氮性能的施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri） SC221。用钻60对该菌进行辐射诱变,发现该菌的反硝化脱氮能力从50mg/L提高到了100mg/L。经过辐射诱变后的菌株被命名为SC221-M。随后研究了不同环境条件（不同氮源、碳源、碳氮比和温度）对SC221-M生长、脱氮率及反硝化酶基因表达的影响,结果表明SC221-M的最佳脱氮条件为：氮源为亚硝酸钠、碳源为柠檬酸钠,碳氮比为4-8,温度为20-35℃。环境因素能够显著影响SC221-M的生长及其脱氮率,且脱氮率与反硝化酶基因的表达量之间有一定的相关性。通过Illumina Hiseq2000平台测序和序列组装,发现施氏假单胞菌SC221-M的基因组大小为4545027bp,GC含量为64.01%,共131个scaffold,399个contig。与参考菌株DSM4166的基因组进行比对,发现SC221-M基因组共有60641个SNP,基因区内的同义突变为43396个,非同义突变为10743个。InDel分析显示,基因组中没有插入... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
常用英文缩略词
第一章 文献综述
    引言
    第一节 降低池塘污染的方法
        1 物理方法
        2 化学方法
        3 生物方法
            3.1 水生植物
            3.2 藻类
            3.3 水体复合材料
    第二节 益生菌在水产养殖及水体净化中的应用
        1 芽孢杆菌
        2 光合细菌
        3 硝化细菌
        4 反硝化细菌
        5 酵母菌
        6 乳酸菌
        7 复合菌
        8 益生菌研究及应用中存在的问题
    第三节 施氏假单胞菌的研究进展
        1 施氏假单胞菌概述
        2 降解有机污染物
        3 降低矿物及重金属污染
        4 用于化工及DNA的自然转化
        5 固氮
        6 好氧反硝化
    第四节 本研究的目的、意义与主要研究内容
第二章 施氏假单胞菌SC221-M的筛选及脱氮特性研究
    摘要
    1 材料与方法
        1.1 主要试剂
        1.2 主要仪器
        1.3 样品的采集与处理
        1.4 培养液的驯化
        1.5 菌的分离
        1.6 菌的筛选
        1.7 菌的鉴定
        1.8 菌的诱变
        1.9 脱氮试验设计
        1.10 nirS和nosZ基因相对表达量检测
        1.11 数据的统计与分析
    2 结果与分析
        2.1 菌的筛选结果
        2.2 菌的形态特征及16S rDNA鉴定结果
        2.3 SC221辐射后去除亚硝酸盐能力的变化
        2.4 氮源对SC221-M生长、脱氮及基因表达的影响
        2.5 碳源对SC221-M生长、脱氮及基因表达的影响
        2.6 碳氮比对SC221-M生长、脱氮及基因表达的影响
        2.7 温度对SC221-M生长、脱氮及基因表达的影响
    3 讨论
        3.1 从草鱼养殖池塘中筛选反硝化细菌
        3.2 施氏假单胞菌的诱变
        3.3 氮源对施氏假单胞菌生长及反硝化的影响
        3.4 碳源对施氏假单胞菌生长及反硝化的影响
        3.5 碳氮比对施氏假单胞菌生长及反硝化的影响
        3.6 温度对施氏假单胞菌生长及反硝化的影响
    4 小结
第三章 施氏假单胞菌SC221-M的全基因组测序及分析
    摘要
    1 材料与方法
        1.1 主要试剂
        1.2 主要仪器
        1.3 测序样品的准备
        1.4 测序的流程
        1.5 原始测序数据的处理
        1.6 序列的组装
        1.7 计算覆盖度和平均深度
        1.8 SNP和InDel检测
        1.9 系统进化树分析
        1.10 反硝化酶基因分布
        1.11 NirS与NosZ蛋白的突变分析
    2 结果与分析
        2.1 测序结果的概况
        2.2 细菌基因组的概况
        2.3 测序深度和覆盖度统计
        2.4 SNP和InDel检测结果
        2.5 施氏假单胞菌的系统进化树
        2.6 SC221-M中nar相关基因的分布图
        2.7 SC221-M中nap相关基因的分布图
        2.8 SC221-M中nir相关基因的分布图
        2.9 SC221-M中nor相关基因的分布图
        2.10 SC221-M中nos相关基因的分布图
        2.11 SC221-M中amoA基因的分布图
        2.12 施氏假单胞菌反硝化相关蛋白NirS和NosZ的突变分析
    3 讨论
    4 小结
第四章 益生菌对草鱼养殖水体水质和菌群结构的影响
    摘要
    1 材料与方法
        1.1 主要试剂
        1.2 主要仪器
        1.3 菌粉的制作
        1.4 养殖试验
        1.5 水质指标测定
        1.6 养殖试验数据的统计与分析
        1.7 水体细菌样品的采集与处理
        1.8 水体细菌总DNA的提取及PCR扩增
        1.9 测序数据的分析
    2 结果与分析
        2.1 天气
        2.2 水温
        2.3 pH
        2.4 透明度
        2.5 叶绿素a
        2.6 TDS
        2.7 氨氮
        2.8 亚硝酸盐
        2.9 硝酸盐
        2.10 总无机氮
        2.11 总氮
        2.12 正磷酸盐
        2.13 总磷
        2.14 COD
        2.15 BOD
        2.16 硬度
        2.17 稀疏曲线
        2.18 聚类分析
        2.19 主坐标分析
        2.20 微生物群落结构比较
        2.21 各试验组OTU之间的网络图
        2.22 微生物群落详细对比图
    3 讨论
    4 小结
提示、创新点和后续研究展望
参考文献
攻读博士学位期间主要的研究成果
致谢



本文编号：2918830