用于活性污泥性能评价的微生物群落芯片的研制

发布时间：2021-02-28 01:41

　　活性污泥是一种由细菌等微生物和原生动物、后生动物等微型动物组成的生态系统,由于它具有菌群结构多样、菌群功能复杂等特点,因此有关其菌群的研究一直受到普遍的关注。其中,研究活性污泥菌群分布与功能的关系,了解活性污泥群落结构及其动态变化,获得与活性污泥状态与功能息息相关的关键微生物及污泥性能评价的指示微生物,具有十分重要的意义。然而,目前尚无有效的手段对此进行研究。本研究针对活性污泥中的自然细菌,利用分子克隆和测序技术获得其细菌菌群的16S rRNA分子相关遗传信息,在全面了解活性污泥细菌群落结构的基础上,制备了一种快速、高效、较全面反映活性污泥菌群信息的活性污泥寡核苷酸原核生物群落芯片,同时,通过污泥膨胀发生过程中不同污泥样品RNA的RT-PCR产物与之杂交及其数据分析,获得了污泥膨胀发生前后的差异微生物,最后再通过荧光原位杂交（FISH）的验证,确定了污泥膨胀发生过程的指示微生物。1.活性污泥高质量RNA提取方法:通过比较RNA产量、纯度、降解程度、特定基因的扩增能力、微生物多样性等评价指标,考察和探讨了5种不同RNA提取方法对活性污泥总RNA提取效果的影响并最终建立了一种快速、有效的活... 

【文章来源】：中国人民解放军军事科学院北京市

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
缩略词表
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英文摘要
前言
第一章 活性污泥群落芯片RNA提取方法研究
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 实验方法
            1.2.1 样品的洗涤
            1.2.2 RNA的提取和纯化
        1.3 RNA的提取效率及质量评价
            1.3.1 RNA的降解程度
            1.3.2 RNA的纯度和含量
            1.3.3 RT-PCR扩增
            1.3.4 T-RFLP分析
    2 结果
        2.1 RNA产物的浓度和纯度
        2.2 RNA降解程度
        2.3 RT-PCR扩增
        2.4 T-RFLP分析
    3 讨论
    4 小结
第二章 序批间歇式反应器活性污泥细菌多样性分析
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 实验方法
            1.2.1 实验运行装置和运行方式
            1.2.2 实验用水及种泥来源
            1.2.3 水质指标的测定
            1.2.4 活性污泥总RNA的提取
            1.2.5 16S rRNA克隆文库构建
            1.2.6 RFLP分析
            1.2.7 核酸测序
            1.2.8 细菌多样性分析及评价
            1.2.9 系统发育分析
            1.2.10 核酸序列注册登录号
    2 结果
        2.1 活性污泥样品性质
        2.2 16S rRNA克隆文库的构建和筛选
        2.3 物种丰富度和多样性分析
        2.4 系统发育分析
    3 讨论
    4 小结
第三章 引物与探针的设计及合成
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 实验方法
            1.2.1 应用序列分析软件设计引物和探针
            1.2.2 各OTUs16S rDNA基因片段的获得
            1.2.3 通用引物扩增性能
    2 结果
        2.1 序列的碱基对齐结果
        2.2 通用引物的设计和确定
        2.3 寡核苷酸探针设计结果
    3 讨论
    4 小结
第四章 微生物群落芯片的效能评测
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 实验方法
            1.2.1 基因芯片的制备过程
            1.2.2 样品的荧光标记方法
            1.2.3 荧光标记样品与群落芯片的杂交
            1.2.4 微生物群落芯片的信号扫描及分析
            1.2.5 群落芯片特异性检测
            1.2.6 群落芯片敏感性评测
            1.2.7 群落芯片重复性评价
    2 结果
        2.1 荧光标记检测样品的获得
        2.2 微生物群落芯片的制备
        2.3 群落芯片的特异性
        2.4 群落芯片的敏感性
            2.4.1 PCR扩增灵敏度
            2.4.2 检测样品核酸的敏感性
            2.4.3 杂交检测灵敏度
        2.5 群落芯片的重复性
    3 讨论
    4 小结
第五章 微生物群落芯片的初步应用——污泥膨胀菌群研究
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 实验方法
            1.2.1 实验运行装置和运行方式
            1.2.2 实验用水及种泥来源
            1.2.3 水样测试项目和方法
            1.2.4 污泥性状测试项目和方法
            1.2.5 活性污泥的显微镜观察
            1.2.6 微生物群落芯片的杂交、检测和分析
            1.2.7 荧光原位杂交（FISH）
    2 结果
        2.1 活性污泥SVI的变化
+
4-N去除效果的变化">        2.2 出水COD 和NH+
4-N去除效果的变化
        2.3 活性污泥形态学及其生物相的变化
        2.4 微生物群落变化分析
    3 讨论
    4 小结
结论
工作展望
参考文献
图表附录
个人简历
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基因芯片技术在环境微生物群落研究中的应用[J]. 金敏,李君文.  微生物学通报. 2008(09)
[2]活性污泥高质量总RNA提取的一种有效方法[J]. 黎秋华,李平,陈忠正,吴锦华,梁世中.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2008(04)
[3]Purification of total DNA extracted from activated sludge[J]. Edward K H LAM.  Journal of Environmental Sciences. 2008(01)
[4]DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCR-DGGE检测的影响[J]. 李鹏,毕学军,汝少国.  安全与环境学报. 2007(02)
[5]活性污泥膨胀的影响因素及调控措施研究[J]. 王凤祥,龙腾锐,郭劲松.  重庆建筑大学学报. 2007(01)
[6]SBR法处理生活污水时非丝状菌污泥膨胀的发生与控制[J]. 陈滢,彭永臻,刘敏,甘一萍,王淑莹.  环境科学学报. 2005(01)
[7]基因芯片技术快速检测水中常见致病菌[J]. 李君文,晁福寰,靳连群,王新为,郑金来,宋农,王升启.  中华预防医学杂志. 2002(04)



本文编号：3055117

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