宏基因组学分析堆肥中木质纤维素降解功能菌群的演替及功能基因预测

发布时间：2023-04-20 19:59

　　本研究旨在通过宏基因组学分析来探究使用不同农业废弃物堆肥化过程中木质纤维素降解功能微生物演替和功能基因的表达。由于蔗髓和木薯渣是两种有机组分及表观结构方面明显不同的两种农业废弃物,因此在堆肥化过程中木质纤维素等有机组分的降解过程存在显著的差异。蔗髓-猪粪堆肥组(BP)和木薯渣-猪粪堆肥组(MW)的好氧发酵均持续45天,首先检测并分析各堆肥基质中理化特性的差异及变化趋势,测定木质纤维素(纤维素、半纤维素和木质素)和溶解性有机物(DOM)的含量变化;然后应用宏基因组学技术对堆肥样品进行微生物生态学分析,研究堆肥化进程中木质纤维素功能降解菌群落的动态演替、编码碳水化合物活性酶和代谢功能的基因表达、抗生素及抗生素抗性基因的消除效率;将堆肥中木质纤维素的降解和功能微生物同功能基因表达结合起来探究堆肥化过程中木质纤维素的降解机制。研究结果表明堆肥化过程结束时,BP组和MW组中有机质的降解率分别分别为29.14%和15.59%;前者中的木质纤维素更容易降解,其中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为17.53%、45.36%和36.48%,高于木薯渣-猪粪堆肥的16.74%、41.23%和29.77...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 高温好氧堆肥化技术
        1.1.1 高温好氧堆肥化概述
        1.1.2 堆肥化过程中木质纤维素的降解
    1.2 堆肥化过程木质纤维素降解功能菌群和碳水化合物活性酶的研究进展
        1.2.1 宏基因组学及其应用
        1.2.2 堆肥化过程中木质纤维素降解功能菌群的研究进展
        1.2.3 碳水化合物活性酶的研究进展
    1.3 本课题的立题背景、意义及主要内容
        1.3.1 立题的背景和意义
        1.3.2 主要研究内容
第二章 不同原料堆肥化过程中理化参数的变化及木质纤维素降解率的差异
    2.1 实验材料与设备
        2.1.1 材料与试剂
        2.1.2 实验仪器设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验设计
        2.2.2 理化特性的检测方法
        2.2.3 木质纤维素含量的测定
        2.2.4 水溶性有机质含量的测定
        2.2.5 数据处理
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 理化特性
        2.3.2 木质纤维素降解率
        2.3.3 溶解性有机质含量
        2.3.4 堆肥的表观特征变化
    2.4 本章小结
第三章 农业废弃物堆肥中木质纤维素降解功能菌群的动态演替及功能基因的预测
    3.1 实验材料与设备
        3.1.1 材料与试剂
        3.1.2 实验仪器设备
    3.2 宏基因组测序实验流程
        3.2.1 堆肥样品的预处理
        3.2.2 样品DNA的提取及生物信息学注释的获取
    3.3 宏基因组测序微生物功能预测分析流程
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 微生物群落结构
        3.4.2 样品间的相似性及差异性分析
        3.4.3 微生物的系统发育树
        3.4.4 碳水化合物活性酶的基因表达
        3.4.5 抗生素及抗生素抗性基因的消除
    3.5 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 创新点
    4.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况



本文编号：3795194