高效聚磷菌的筛
发布时间：2021-04-03 00:40
水体富营养化是全球十大环境问题之一。氮磷尤其是磷的输入是引起水体富营养化的关键因素。城镇生活污水的排放是水体磷污染的主要来源之一。为解决磷污染所带来的危害，在污水进入水体前进行有效处理，降低排放污水的磷浓度十分必要。目前世界各地大规模污水处理厂主要采用强化生物除磷工艺（EBPR），EBPR工艺具有污泥产生量少、不使用化学物质和运行经济等特征。在EBPR系统中聚磷菌在磷的去除中起着至关重要的作用。但迄今为止，人们仅分离到Acinetobacter species、Microlunatus phosphorus Lampropedia spp．、Pseudomonas spp．等属的为数不多的PABs，而且这些菌纯培养时很少能表现出EBPR系统典型聚磷菌的厌氧特征，有关聚磷菌的工程化应用尚无报道；同时，由于微生物学家和工程专家结合不紧密，加之EBPR系统本身的复杂性，对EBPR的微生物学机理和分子机理了解不多，导致EBPR的稳定运行难以控制和整个生物聚磷研究进展不快。为此，加大聚磷菌的筛选力度，对聚磷菌的聚磷特性和聚磷关键基因，对聚磷菌的工程化应用进行研究十分必重要。本文以高效聚磷菌聚磷机...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号与缩略语
第一章 文献综述
第一节 水体富营养化和污水除磷技术概述
1. 氮、磷循环与水体富营养化
1.1 自然界中氮、磷的循环及水体中氮、磷的来源
1.2 水体富营养化及其危害
1.3 富营养化的主要控制参数
1.4 控制磷污染的主要对策
2. 我国水环境的富营养化状况
2.1 全国主要湖泊水体富营养化状况
2.2 沿海省份的赤潮发生情况及特点
2.3 全国主要河流的水质状况
2.4 全国城市生活污水的排放和处理现状
3. 污水除磷技术概述
3.1 化学除磷工艺
3.2 污水生物除磷工艺
3.3 影响污水生物除磷的参数
第二节 强化生物除磷（EBPR）原理及其微生物学研究进展
1. 强化生物除磷的原理
2. EBPR系统中的聚磷菌
2.1 利用可培养的方法分离鉴定的聚磷菌
2.2 利用不依赖培养的分子生物学方法描述EBPR的群落结构组成
3. EBPR的生物化学
3.1 以乙酸作为唯一底物的代谢
3.2 以其它有机物作为底物的代谢
4. poly-P贮存物的特征和作用
5. EBPR的结构和功能的关系
5.1 利用DAPI染色来指明PAO的身份
5.2 利用FISH／染色法和FISH／MAR技术来表明PAO的身份
5.3 利用差速离心法描述聚磷菌的特性
6. 影响EBPR稳定运行的因素
6.1 进水中底物成分对EBPR的影响
6.2 聚磷菌与非聚磷菌的竞争对EBPR的影响
6.3 pH值对EBPR的影响
6.4 好氧曝气对EBPR的影响
6.5 厌氧生境对EBPR的影响
6.6 污泥龄（SRT）对EBPR的影响
7. 影响生物除磷研究进展的主要原因
第三节 聚磷相关基因研究进展
1. 基因克隆的方法进展
1.1 根据已知序列克隆基因
1.2 新基因的克隆方法
2. 与poly-P合成相关的ppk和ppx基因研究进展
2.1 Pseudomonas aeruginosa 8830的ppk和ppx的克隆和表达
2.2 菌株Serratia marcescens的ppk基因的克隆
2.3 菌株Acinetobacter baumannii 252 ppk基因的表达调控
2.4 Aoinetobacter sp.ADP1 ppk基因的克隆、表达和磷酸盐饥饿诱导
2.5 EBPR活性污泥中混合菌ppk基因的克隆
3. GFP标记菌株的研究进展
3.1 概述
3.2 国内外用GFP标记微生物进行生态学研究的进展状况
第四节.选题依据及研究内容
1. 选题依据及意义
1.1 强化生物除磷研究中的问题
1.2 未来研究的方向
2. 本研究工作思路
3. 主要研究内容
第二章 高效聚磷菌的筛选及生物学特性
1. 材料与方法
1.1 培养基
1.2 供试土样和污泥样品
1.3 高效聚磷菌的分离和筛选
1.4 高效聚磷菌的生理生化鉴定
1.5 高效聚磷菌的16S rDNA序列的测定
1.6 菌体生长曲线
1.7 菌体最适生长条件的研究
2. 结果与分析
2.1 高效聚磷菌株的分离和筛选
2.2 高效聚磷菌GM1和GM6的生理生化鉴定
2.3 GM1和GM6的生长曲线
2.4 培养基起始pH对GM1和GM6生长的影响
2.5 温度对GM1和GM6生长的影响
2.6 通气量对GM1和GM6的生长的影响
3. 讨论
第三章 GM1和GM6的聚磷特性
1. 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
2. 结果与分析
2.1 培养基起始pH对GM1和GM6聚磷能力的影响
2.2 装液量对GM1和GM6除磷能力的影响
2.3 温度对GM1和GM6除磷能力的影响
2.4 GM1、GM6纯培养的聚磷能力
2.5 好氧培养时乙酸浓度与PHB／VSS的关系
2.6 GM1、GM6厌氧乙酸浓度与PHB贮藏及磷释放的关系
2.7 厌氧培养时乙酸吸收和磷释放的关系
3. 讨论
第四章 Pseudomonas putida GM6 ppk基因的克隆及表达
1. 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
1.3 ppk部分基因序列片段PCR扩增
1.4 SEFA-PCR扩增片段上下游序列
1.5 序列测定分析和同源性比较
1.6 ppk基因的表达
2.结果与分析
2.1 PPk部分序列片段的获得
2.2 PPk部分基因片段上下游序列片段的克隆
2.3 PPk基因序列分析
2.4 ppk基因在菌株E.coli BL21中的表达
3. 讨论
第五章 高效聚磷菌GM6在活性污泥中定殖及其应用研究
1. 材料与方法
1.1 菌株与质粒
1.2 培养基与菌株生长条件
1.3 抗生素浓度
1.4 试剂和酶
1.5 污水处理试验设置
1.6 高效聚磷菌株GM6的抗性试验
1.7 gfp基因标记菌株GMTR、GMBR的构建
1.8 GMTR、GMBR荧光检测方法
1.9 含gfp质粒的遗传稳定性试验
1.10 GMTR、GMBR的生长曲线的制作
1.11 GMTR投菌试验
1.12 高效聚磷菌GM6的工程化应用
1.13 分析方法
2. 结果与分析
2.1 标记菌株的构建
2.2 GMTR强化污泥除磷效果
2.3 高效聚磷菌GM6的工程化应用结果
3. 讨论
第六章 影响EBPR系统生物除磷的主要因素
1. 材料与方法
1.1 试验装置及污水组份
1.2 进水乙酸比例对EBPR系统厌氧释磷的影响
1.3 厌氧搅拌强度对EBPR系统除磷效率的影响
1.4 进水pH对EBPR系统除磷效率的影响
1.5 好氧曝气强度对系统除磷效果的影响
1.6 污泥停留时间对EBPR系统除磷效率的影响
2. 结果与分析
2.1 进水中乙酸比例对厌氧释磷的影响
2.2 厌氧段搅拌强度对厌氧释磷的影响
2.3 进水pH对EBPR系统除磷效果的影响
2.4 好氧段溶解氧浓度对除磷效率的影响
2.5 污泥泥龄对除磷系统运行效率的影响
3. 讨论
第七章 全文总结及建议
1. 全文总结
1.1 聚磷菌的分离鉴定及其生物学特性
1.2 GM1和GM6的聚磷特性
1.3 GM6（Pseudomonas putida）ppk的克隆及表达
1.4 GM6（Pseudomonas putida）在活性污泥中的定殖及其应用
1.5 影响EBPR系统生物除磷的主要因素
2. 本文创新点
3. 建议
附录
附表
致谢
发表文章及专利申报情况
本文编号：3116269
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号与缩略语
第一章 文献综述
第一节 水体富营养化和污水除磷技术概述
1. 氮、磷循环与水体富营养化
1.1 自然界中氮、磷的循环及水体中氮、磷的来源
1.2 水体富营养化及其危害
1.3 富营养化的主要控制参数
1.4 控制磷污染的主要对策
2. 我国水环境的富营养化状况
2.1 全国主要湖泊水体富营养化状况
2.2 沿海省份的赤潮发生情况及特点
2.3 全国主要河流的水质状况
2.4 全国城市生活污水的排放和处理现状
3. 污水除磷技术概述
3.1 化学除磷工艺
3.2 污水生物除磷工艺
3.3 影响污水生物除磷的参数
第二节 强化生物除磷（EBPR）原理及其微生物学研究进展
1. 强化生物除磷的原理
2. EBPR系统中的聚磷菌
2.1 利用可培养的方法分离鉴定的聚磷菌
2.2 利用不依赖培养的分子生物学方法描述EBPR的群落结构组成
3. EBPR的生物化学
3.1 以乙酸作为唯一底物的代谢
3.2 以其它有机物作为底物的代谢
4. poly-P贮存物的特征和作用
5. EBPR的结构和功能的关系
5.1 利用DAPI染色来指明PAO的身份
5.2 利用FISH／染色法和FISH／MAR技术来表明PAO的身份
5.3 利用差速离心法描述聚磷菌的特性
6. 影响EBPR稳定运行的因素
6.1 进水中底物成分对EBPR的影响
6.2 聚磷菌与非聚磷菌的竞争对EBPR的影响
6.3 pH值对EBPR的影响
6.4 好氧曝气对EBPR的影响
6.5 厌氧生境对EBPR的影响
6.6 污泥龄（SRT）对EBPR的影响
7. 影响生物除磷研究进展的主要原因
第三节 聚磷相关基因研究进展
1. 基因克隆的方法进展
1.1 根据已知序列克隆基因
1.2 新基因的克隆方法
2. 与poly-P合成相关的ppk和ppx基因研究进展
2.1 Pseudomonas aeruginosa 8830的ppk和ppx的克隆和表达
2.2 菌株Serratia marcescens的ppk基因的克隆
2.3 菌株Acinetobacter baumannii 252 ppk基因的表达调控
2.4 Aoinetobacter sp.ADP1 ppk基因的克隆、表达和磷酸盐饥饿诱导
2.5 EBPR活性污泥中混合菌ppk基因的克隆
3. GFP标记菌株的研究进展
3.1 概述
3.2 国内外用GFP标记微生物进行生态学研究的进展状况
第四节.选题依据及研究内容
1. 选题依据及意义
1.1 强化生物除磷研究中的问题
1.2 未来研究的方向
2. 本研究工作思路
3. 主要研究内容
第二章 高效聚磷菌的筛选及生物学特性
1. 材料与方法
1.1 培养基
1.2 供试土样和污泥样品
1.3 高效聚磷菌的分离和筛选
1.4 高效聚磷菌的生理生化鉴定
1.5 高效聚磷菌的16S rDNA序列的测定
1.6 菌体生长曲线
1.7 菌体最适生长条件的研究
2. 结果与分析
2.1 高效聚磷菌株的分离和筛选
2.2 高效聚磷菌GM1和GM6的生理生化鉴定
2.3 GM1和GM6的生长曲线
2.4 培养基起始pH对GM1和GM6生长的影响
2.5 温度对GM1和GM6生长的影响
2.6 通气量对GM1和GM6的生长的影响
3. 讨论
第三章 GM1和GM6的聚磷特性
1. 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
2. 结果与分析
2.1 培养基起始pH对GM1和GM6聚磷能力的影响
2.2 装液量对GM1和GM6除磷能力的影响
2.3 温度对GM1和GM6除磷能力的影响
2.4 GM1、GM6纯培养的聚磷能力
2.5 好氧培养时乙酸浓度与PHB／VSS的关系
2.6 GM1、GM6厌氧乙酸浓度与PHB贮藏及磷释放的关系
2.7 厌氧培养时乙酸吸收和磷释放的关系
3. 讨论
第四章 Pseudomonas putida GM6 ppk基因的克隆及表达
1. 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
1.3 ppk部分基因序列片段PCR扩增
1.4 SEFA-PCR扩增片段上下游序列
1.5 序列测定分析和同源性比较
1.6 ppk基因的表达
2.结果与分析
2.1 PPk部分序列片段的获得
2.2 PPk部分基因片段上下游序列片段的克隆
2.3 PPk基因序列分析
2.4 ppk基因在菌株E.coli BL21中的表达
3. 讨论
第五章 高效聚磷菌GM6在活性污泥中定殖及其应用研究
1. 材料与方法
1.1 菌株与质粒
1.2 培养基与菌株生长条件
1.3 抗生素浓度
1.4 试剂和酶
1.5 污水处理试验设置
1.6 高效聚磷菌株GM6的抗性试验
1.7 gfp基因标记菌株GMTR、GMBR的构建
1.8 GMTR、GMBR荧光检测方法
1.9 含gfp质粒的遗传稳定性试验
1.10 GMTR、GMBR的生长曲线的制作
1.11 GMTR投菌试验
1.12 高效聚磷菌GM6的工程化应用
1.13 分析方法
2. 结果与分析
2.1 标记菌株的构建
2.2 GMTR强化污泥除磷效果
2.3 高效聚磷菌GM6的工程化应用结果
3. 讨论
第六章 影响EBPR系统生物除磷的主要因素
1. 材料与方法
1.1 试验装置及污水组份
1.2 进水乙酸比例对EBPR系统厌氧释磷的影响
1.3 厌氧搅拌强度对EBPR系统除磷效率的影响
1.4 进水pH对EBPR系统除磷效率的影响
1.5 好氧曝气强度对系统除磷效果的影响
1.6 污泥停留时间对EBPR系统除磷效率的影响
2. 结果与分析
2.1 进水中乙酸比例对厌氧释磷的影响
2.2 厌氧段搅拌强度对厌氧释磷的影响
2.3 进水pH对EBPR系统除磷效果的影响
2.4 好氧段溶解氧浓度对除磷效率的影响
2.5 污泥泥龄对除磷系统运行效率的影响
3. 讨论
第七章 全文总结及建议
1. 全文总结
1.1 聚磷菌的分离鉴定及其生物学特性
1.2 GM1和GM6的聚磷特性
1.3 GM6（Pseudomonas putida）ppk的克隆及表达
1.4 GM6（Pseudomonas putida）在活性污泥中的定殖及其应用
1.5 影响EBPR系统生物除磷的主要因素
2. 本文创新点
3. 建议
附录
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本文编号：3116269
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