高效积累phb细菌和酵母混合菌群的驯化及菌种组成多样性研究

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1、万方数据学校代码：10225学号：S14534学位论文高效积累PHB细菌和酵母混合菌群的驯化及菌种组成多样性研究指导教师姓名：申请学位级别：论文提交日期：授予学位单位：王国影刘长莉副教授东北林业大学硕士学科专业：微生物学2014年4月论文答辩日期：2014年6月东北林业大学授予学位日期：2014年6月答辩委员会主席：论文评阅人：春j厶栉素大学万方数据UniversityCode：10225RegisterCode：S14534DissertationfortheDegreeofMasterEfficientlyaccumu

2、latePHBbacteriaandyeastcommunitytamedandthediversityinvestigateCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：WangGuoyingLiuChangliAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：Dateof0ralExamination：University：MicrobiologyJune，2014NortheastForestry万方数据摘要聚羟基丁酸酯(PHB)是微生物在营养不均

3、衡条件下合成的一种颗粒状高分子聚合物，可以被很多种类的微生物作为碳源和能源储存于胞内。因其与传统的化学合成塑料有非常相似的机械性能，且具有可生物降解性和生物相容性等诸多优点，是一种新型环保材料，具有广阔的应用前景。利用活性污泥内混合菌群生产PHB，是一种替代纯培养的方法，极大地降低了生产PHB的成本。本研究通过对驯化过程中各条件的控制来提高混合菌群合成PHB的产量，并利用PCR．DGGE技术对菌群的组成进行分析。利用序批式反应器(SBR)，以乙酸钠作为唯一碳源，通过厌氧／好氧交替运行的模式进行驯化，驯化过程中通过逐步提高C

4、OD并限制氮和磷浓度的方式，构建一个营养不均衡的环境促进菌体内PHB含量的积累，研究结果表明，随着COD浓度的升高和氮磷浓度的下降PHB含量逐渐增加，当COD上升至1200mg／L、COD／N=80、COD／P=200时，PHB积累量达到最大值，其占菌体干重的74．2％，同时也证明了逐步提高COD浓度和降低氮磷浓度是一种比较有效的驯化方式。通过对COD、氮、磷、PHB含量的检测来判断菌群的发酵动态，对驯化成熟的菌群进行透射电镜扫描，可以直观的看到胞内白色的PHB颗粒。利用PCR．DGGE技术对高产PHB活性污泥内菌群的多样

5、性进行分析，结果表明，细菌菌群多样性+l‘分丰富，且种群结构也比较复杂。其中被鉴定到属的细菌有16种，属于10个属，其中Zoogloeasp．和Rhizobialesbacterium为优势菌属，而很多研究也表明这两个属的细菌具有高效合成PHB的能力，这也是该菌群高产PHB的原因。对菌群驯化过程和CODl200阶段的DGGE图谱中的优势条带进行分析，结果表明，CODl200阶段茵群具有高效PHB的能力，与菌群巾存在的Meth)，lobacteriaceaebacterium、Zoogloeasp．、Rhizobialesb

6、acterium、Hydrogenophagasp．和Dechloromonassp．菌属的细菌有关。与细菌相比，菌群巾酵母菌的多样性相对简单，分别属于Geotrichumklebahnii、Trichosporonmontevideense、Candidaintermedia、Pichiaguilliermondii和Galactomycesgeotrichum五种酵母，它们都是污水处理系统中常见的酵母菌，其中有报道显示Candidasp．的酵母菌具有合成PHB的能力，其他菌属尚未报道，可能与菌群巾PHB的合成有关。酵母

7、菌耐酸、耐高渗透压，适合处理高COD的废水，这也可能是它在CODl200阶段存在的原因。关键词活性污泥；PHB；PCR．DGGE；菌群组成万方数据AbstratAbstractPolyhydroxybutyrate(PHB)arenaturalpolyestersthataccumulateinnumerotLsmicroorganismsasintracellularcarbonandenergystoragematerialsundernutrientandcarbonimbalanceconditions．Owing

8、tothemechanicalpropertiesofPHBissimilartotraditionalpetrochemicalsynthesisplastic，WhileitwiththeadvantageofbiodegradableandbiocompatiblepolyestersandSOo