基于分子生态学技术的环境微生物群落结构与功能的研究
发布时间：2023-04-24 22:08
微生物是废水处理、城市生活垃圾填埋或堆肥处理等系统中的主要功能生物,充分认识其中的微生物学原理能为改进处理工艺、提高处理效率提供依据;此外,污染环境的土著微生物也是污染自净的重要作用者,深入了解其存在状况可以为这些污染环境的原位或异地恢复提供有力的微生物学根据。但是,目前研究环境微生物群落的主要方法仍是基于培养和分离纯化的传统技术,已经无法满足研究者对环境微生物进行快速、准确的分析与鉴定的要求。利用基于16S rRNA/rDNA序列分析的分了生态学技术,研究者可以在不对微生物进行分离培养的情况下对其进行研究,甚至还可以利用原位核酸杂交和原位PCR技术对特定环境中的微生物进行原位分析鉴定,并对微生物群落的结构和功能进行研究,结果快速、准确。 本论文提出和改进了溶菌酶法、超声波破碎法和蛋白酶K—CTAB法等3种方法从环境样品(本论文中以复杂的堆肥为例)直接提取微生物DNA,细胞直接计数表明三种方法对细胞的破碎效率均达到了94%以上,分光光度法检测表明纯化后的DNA中腐殖酸浓度低于20ng/μl,A260/280值为1.7～1.8,使用16S rDNA引物对27F/14...
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
1.1 环境微生物学及研究发展历程
1.1.1 环境微生物的定义
1.1.2 传统环境微生物研究方法的局限
1.1.3 环境微生物研究的新发展
1.2 分子生态学技术在环境微生物研究中的应用现状
1.2.1 分子生物学概述
1.2.2 16S rRNA/rDNA序列分析技术在环境微生物研究中的应用现状
第2章 DNA提取与纯化技术研究
2.1.1 材料
2.1.2 实验方法
2.2 结果与讨论
2.2.1 细胞裂解效率
2.2.2 腐殖酸类物质含量
2.2.3 提取周期及 DNA回收效率
2.2.4 DNA产量和纯度
2.2.5 RFLP分析
2.2.6 DGGE分析
2.3 结论
第3章 16S rRNA/rDNA序列分析技术研究堆肥微生物群落结构
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 实验方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 堆肥化过程中的参数变化
3.2.2 堆肥样品基因组总 DNA的提取与 PCR扩增
3.2.3 PCR扩增
3.2.4 DGGE指纹图谱结果与 Cs值分析
3.2.5 嗜热细菌系统发育分析
3.3 结论
第4章 SBBR处理垃圾渗滤液及其细菌群落动态变化的研究
4.1 序批式生物膜技术概述
4.1.1 技术背景及原理
4.1.2 SBBR运行方式及特点
4.1.3 SBBR工艺的应用研究
4.1.4 SBBR工艺设计特点
4.1.5 存在的问题
4.2 脱氮途径简介
4.2.1 全程硝化-反硝化途径
4.2.2 短程硝化-反硝化途径
4.2.3 短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化途径
4.3 材料与方法
4.3.1 实验材料
4.3.2 实验方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 各形态氮素浓度的周期变化规律
4.4.2 pH值的周期变化
4.4.3 氨氮的逸散性
4.4.4 反应期各阶段各形态氮素变化量分析
4.4.5 主要脱氮机理分析
4.4.6 DNA提取与纯化以及PCR扩增
4.4.7 DGGE图谱的细菌多样性统计分析
4.4.8 细菌系统发育分析
4.5 结论
第5章 不同低温驯化策略下的厌氧氨氧化活性
5.1 实验材料与方法
5.1.1 实验用水及装置
5.1.2 实验方法
5.1.3 分析项目与测试方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 三种低温驯化策略下的驯化效果
5.2.2 厌氧氨氧化活性
5.2.3 生物膜 DGGE分析
5.3 小结
结论
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间发表的论文目录)
附录 B(攻读学位期间发表的著作目录)
附录 C(攻读学位期间主持与参加的研究课题)
附录 D(攻读学位期间获得的科技奖励)
附录 E(攻读学位期间申请及获授权的发明专利)
本文编号：3800110
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
1.1 环境微生物学及研究发展历程
1.1.1 环境微生物的定义
1.1.2 传统环境微生物研究方法的局限
1.1.3 环境微生物研究的新发展
1.2 分子生态学技术在环境微生物研究中的应用现状
1.2.1 分子生物学概述
1.2.2 16S rRNA/rDNA序列分析技术在环境微生物研究中的应用现状
第2章 DNA提取与纯化技术研究
2.1.1 材料
2.1.2 实验方法
2.2 结果与讨论
2.2.1 细胞裂解效率
2.2.2 腐殖酸类物质含量
2.2.3 提取周期及 DNA回收效率
2.2.4 DNA产量和纯度
2.2.5 RFLP分析
2.2.6 DGGE分析
2.3 结论
第3章 16S rRNA/rDNA序列分析技术研究堆肥微生物群落结构
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 实验方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 堆肥化过程中的参数变化
3.2.2 堆肥样品基因组总 DNA的提取与 PCR扩增
3.2.3 PCR扩增
3.2.4 DGGE指纹图谱结果与 Cs值分析
3.2.5 嗜热细菌系统发育分析
3.3 结论
第4章 SBBR处理垃圾渗滤液及其细菌群落动态变化的研究
4.1 序批式生物膜技术概述
4.1.1 技术背景及原理
4.1.2 SBBR运行方式及特点
4.1.3 SBBR工艺的应用研究
4.1.4 SBBR工艺设计特点
4.1.5 存在的问题
4.2 脱氮途径简介
4.2.1 全程硝化-反硝化途径
4.2.2 短程硝化-反硝化途径
4.2.3 短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化途径
4.3 材料与方法
4.3.1 实验材料
4.3.2 实验方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 各形态氮素浓度的周期变化规律
4.4.2 pH值的周期变化
4.4.3 氨氮的逸散性
4.4.4 反应期各阶段各形态氮素变化量分析
4.4.5 主要脱氮机理分析
4.4.6 DNA提取与纯化以及PCR扩增
4.4.7 DGGE图谱的细菌多样性统计分析
4.4.8 细菌系统发育分析
4.5 结论
第5章 不同低温驯化策略下的厌氧氨氧化活性
5.1 实验材料与方法
5.1.1 实验用水及装置
5.1.2 实验方法
5.1.3 分析项目与测试方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 三种低温驯化策略下的驯化效果
5.2.2 厌氧氨氧化活性
5.2.3 生物膜 DGGE分析
5.3 小结
结论
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间发表的论文目录)
附录 B(攻读学位期间发表的著作目录)
附录 C(攻读学位期间主持与参加的研究课题)
附录 D(攻读学位期间获得的科技奖励)
附录 E(攻读学位期间申请及获授权的发明专利)
本文编号：3800110
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