微生物分子生态学技术在石油污染土壤修复中的应用研究
发布时间：2022-07-14 20:07
本文首先简要回顾了国内外石油污染耕地生物修复技术及其实际应用现状，重点介绍了微生物分子生态学技术在揭示土壤修复过程中土壤微生物种类、数量以及功能基因的变化等方面的研究进展，展望了该技术在生物修复过程的设计、实施以及效果评估方面的应用前景。研究了接种阴沟肠杆菌（E. cloacae）的石油污染土壤的生物强化修复过程，PCR-DGGE分析结果显示阴沟肠杆菌可在污染土壤中稳定存在，在接种微生物的同时添加麦秸可显著增加土壤微生物群落的种类和数量；所获得的真菌和细菌的数量最多，分别达到5.5×10~3和4.6×10~7；土壤脱氢酶活最高，达到0.79；石油烃的降解率也最高，处理56d后的石油烃降解率达到56%。微生态分析结果还显示了不同的修复操作所获得的土壤微生态组成上的差异。采用基因文库法分析对比了污染耕地、修复耕地和正常耕地的细菌和真核生物的基因类型和组成。结果显示正常耕地细菌和真核生物的基因类型分别为122个和34个，细菌优势菌门是变形杆菌门、酸杆菌门和拟杆菌门；真核生物优势门是节肢动物门、真菌未知、双核真菌门和丝足虫门。石油污染导致土壤细菌和真菌基因类型分别减少到96个和21个，优势细菌...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
第1章 文献综述
1.1 绪论
1.2 生物修复
1.3 石油污染土壤生物修复技术研究进展
1.3.1 高效降解菌株和菌群的筛选
1.3.2 生物修复强化技术研究进展
1.3.3 生物修复评估体系研究进展
1.4 微生物分子生态学技术及其在生物修复中的应用
1.4.1 微生物分子生态学技术
1.4.2 分子生态学技术在土壤修复中的应用
1.5 展望
1.6 本文研究框架
第2章 生物强化过程中的微生态监测与分析
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 模拟土壤微环境体系的制备
2.2.3 投加细菌的培养与接种
2.2.4 总石油烃含量（TPH）分析
2.2.5 石油烃组分测定
2.2.6 土壤脱氢酶活测定
2.2.7 土壤微生物计数
2.2.8 土壤微环境总DNA提取
2.2.9 16S rDNAV3区扩增
2.2.10 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
2.2.11 序列比对及系统发育分析
2.2.12 统计学分析
2.3 结果与分析
2.3.1 土壤样品总石油烃含量
2.3.2 土壤脱氢酶活测定
2.3.3 土壤微生物数量测定
2.3.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析
2.4 本章小结
第3章 石油污染土壤的微生物多样性解析
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 土壤细菌总 DNA 提取
3.2.3 土壤真核生物总 DNA 提取
3.2.4 土壤DNA检测及纯化
3.2.5 分类基因的 PCR 扩增
3.2.6 分类基因文库的建立
3.2.7 分类基因序列的测定
3.2.8 分类基因的系统发育分析
3.2.9 分类基因序列的 GenBank 提交
3.3 结果与分析
3.3.1 土壤理化性质及污染物浓度分析
3.3.2 土壤DNA提取
3.3.3 土壤粗DNA的纯化
3.3.4 分类基因的PCR扩增
3.3.5 三种土壤样品细菌菌群系统发育分析及结构特征
3.3.6 三种土壤样品真核生物系统发育分析及结构特征
3.4 本章小结
第4章 土壤功能微生物多样性解析
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 土壤细菌总DNA提取及纯化方法
4.2.3 功能基因扩增方法
4.2.4 功能基因克隆文库的建立
4.2.5 功能基因序列测定
4.2.6 功能基因系统发育分析
4.2.7 分类基因序列的 GenBank 提交
4.3 结果与分析
4.3.1 功能基因的PCR扩增
4.3.2 固氮基因（nifH）系统发育分析
4.3.3 氨基单加氧酶基因（amoA）系统发育分析
4.3.4 硝酸盐还原酶基因（narG）系统发育分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 本文结论
5.2 主要创新点
5.3 未来工作展望
参考文献
致谢
附录 A 实验仪器
附录 B 主要试剂
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物分子生态学技术及其在石油污染土壤修复中的应用现状与展望[J]. 吴作军,卢滇楠,张敏莲,刘铮. 化工进展. 2010(05)
[2]石油污染土壤的微生物修复技术[J]. 汪洋,史典义,聂春雨,张楠楠. 生物技术. 2009(02)
[3]西北黄土区石油污染土壤原位微生物生态修复试验研究[J]. 张胜,陈立,崔晓梅,马彦超,么红超,张翠云,李政红,张发旺,殷密英,马琳娜. 微生物学通报. 2008(05)
[4]石油污染土壤中芘高效降解菌群的筛选及降解特性研究[J]. 陈晓鹏,易筱筠,陶雪琴,吴仁人,杨琛,党志. 环境工程学报. 2008(03)
[5]真菌-细菌协同修复石油污染土壤的场地试验[J]. 韩慧龙,陈镇,杨健民,苗长春,张坤,金文标,刘铮. 环境科学. 2008(02)
[6]高效石油降解菌的筛选及其降解特性[J]. 杨雪莲,李凤梅,刘婉婷,李刚. 农业环境科学学报. 2008(01)
[7]真菌-细菌修复石油污染土壤的协同作用机制研究[J]. 韩慧龙,汤晶,江皓,张敏莲,刘铮. 环境科学. 2008(01)
[8]预制床法生物修复胜利油田含油污泥的研究[J]. 张建,史德青,桂召龙,董健,祝威,Valentina Murygina. 环境污染与防治. 2007(12)
[9]石油污染土壤的生物修复研究进展[J]. 吴凡,刘训理. 土壤. 2007(05)
[10]Dynamic changes in microbial activity and community structure during biodegradation of petroleum compounds:A laboratory experiment[J]. KRAVCHENKO Irina. Journal of Environmental Sciences. 2007(08)
博士论文
[1]麦秸强化油—盐污染土壤生物修复过程研究及场地中试[D]. 张坤.清华大学 2008
[2]石油污染土壤微生物修复的研究[D]. 李宝明.中国农业科学院 2007
本文编号：3661793
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号对照表
第1章 文献综述
1.1 绪论
1.2 生物修复
1.3 石油污染土壤生物修复技术研究进展
1.3.1 高效降解菌株和菌群的筛选
1.3.2 生物修复强化技术研究进展
1.3.3 生物修复评估体系研究进展
1.4 微生物分子生态学技术及其在生物修复中的应用
1.4.1 微生物分子生态学技术
1.4.2 分子生态学技术在土壤修复中的应用
1.5 展望
1.6 本文研究框架
第2章 生物强化过程中的微生态监测与分析
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 模拟土壤微环境体系的制备
2.2.3 投加细菌的培养与接种
2.2.4 总石油烃含量（TPH）分析
2.2.5 石油烃组分测定
2.2.6 土壤脱氢酶活测定
2.2.7 土壤微生物计数
2.2.8 土壤微环境总DNA提取
2.2.9 16S rDNAV3区扩增
2.2.10 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
2.2.11 序列比对及系统发育分析
2.2.12 统计学分析
2.3 结果与分析
2.3.1 土壤样品总石油烃含量
2.3.2 土壤脱氢酶活测定
2.3.3 土壤微生物数量测定
2.3.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析
2.4 本章小结
第3章 石油污染土壤的微生物多样性解析
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 土壤细菌总 DNA 提取
3.2.3 土壤真核生物总 DNA 提取
3.2.4 土壤DNA检测及纯化
3.2.5 分类基因的 PCR 扩增
3.2.6 分类基因文库的建立
3.2.7 分类基因序列的测定
3.2.8 分类基因的系统发育分析
3.2.9 分类基因序列的 GenBank 提交
3.3 结果与分析
3.3.1 土壤理化性质及污染物浓度分析
3.3.2 土壤DNA提取
3.3.3 土壤粗DNA的纯化
3.3.4 分类基因的PCR扩增
3.3.5 三种土壤样品细菌菌群系统发育分析及结构特征
3.3.6 三种土壤样品真核生物系统发育分析及结构特征
3.4 本章小结
第4章 土壤功能微生物多样性解析
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 土壤细菌总DNA提取及纯化方法
4.2.3 功能基因扩增方法
4.2.4 功能基因克隆文库的建立
4.2.5 功能基因序列测定
4.2.6 功能基因系统发育分析
4.2.7 分类基因序列的 GenBank 提交
4.3 结果与分析
4.3.1 功能基因的PCR扩增
4.3.2 固氮基因（nifH）系统发育分析
4.3.3 氨基单加氧酶基因（amoA）系统发育分析
4.3.4 硝酸盐还原酶基因（narG）系统发育分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 本文结论
5.2 主要创新点
5.3 未来工作展望
参考文献
致谢
附录 A 实验仪器
附录 B 主要试剂
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物分子生态学技术及其在石油污染土壤修复中的应用现状与展望[J]. 吴作军,卢滇楠,张敏莲,刘铮. 化工进展. 2010(05)
[2]石油污染土壤的微生物修复技术[J]. 汪洋,史典义,聂春雨,张楠楠. 生物技术. 2009(02)
[3]西北黄土区石油污染土壤原位微生物生态修复试验研究[J]. 张胜,陈立,崔晓梅,马彦超,么红超,张翠云,李政红,张发旺,殷密英,马琳娜. 微生物学通报. 2008(05)
[4]石油污染土壤中芘高效降解菌群的筛选及降解特性研究[J]. 陈晓鹏,易筱筠,陶雪琴,吴仁人,杨琛,党志. 环境工程学报. 2008(03)
[5]真菌-细菌协同修复石油污染土壤的场地试验[J]. 韩慧龙,陈镇,杨健民,苗长春,张坤,金文标,刘铮. 环境科学. 2008(02)
[6]高效石油降解菌的筛选及其降解特性[J]. 杨雪莲,李凤梅,刘婉婷,李刚. 农业环境科学学报. 2008(01)
[7]真菌-细菌修复石油污染土壤的协同作用机制研究[J]. 韩慧龙,汤晶,江皓,张敏莲,刘铮. 环境科学. 2008(01)
[8]预制床法生物修复胜利油田含油污泥的研究[J]. 张建,史德青,桂召龙,董健,祝威,Valentina Murygina. 环境污染与防治. 2007(12)
[9]石油污染土壤的生物修复研究进展[J]. 吴凡,刘训理. 土壤. 2007(05)
[10]Dynamic changes in microbial activity and community structure during biodegradation of petroleum compounds:A laboratory experiment[J]. KRAVCHENKO Irina. Journal of Environmental Sciences. 2007(08)
博士论文
[1]麦秸强化油—盐污染土壤生物修复过程研究及场地中试[D]. 张坤.清华大学 2008
[2]石油污染土壤微生物修复的研究[D]. 李宝明.中国农业科学院 2007
本文编号：3661793
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