工業(yè)化厭氧顆粒污泥中的重要菌群及其種群多樣性研究.pdf

1、工業(yè)的快速發(fā)展使我國廢水處理面臨越來越多的挑戰(zhàn)。生物處理技術(shù)是廢水處理的重要組成部分。目前,厭氧處理工藝得到了越來越多的關(guān)注,厭氧顆粒污泥技術(shù)也得到了廣泛的研究和應(yīng)用。厭氧反應(yīng)器高效和穩(wěn)定運行的關(guān)鍵在于能形成微生物適宜、活性高、沉降性能良好的顆粒污泥。厭氧顆粒污泥是由細(xì)菌和古菌等組成的復(fù)雜微生物群落,其特性和功能主要由其內(nèi)在微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能決定。
　　 本研究以取自工業(yè)化UASB反應(yīng)器中處理阿維菌素和維生素B12廢水的厭氧

2、顆粒污泥為對象,采用PCR-DGGE、構(gòu)建基因克隆文庫等分子生物學(xué)手段,對厭氧顆粒污泥中古菌和細(xì)菌的組成進(jìn)行研究,考察了厭氧顆粒污泥中菌群的種群多樣性、系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和相對豐度等微生物學(xué)信息,研究獲得以下結(jié)果:
　　 對處理維生素B12和阿維菌素的兩種厭氧顆粒污泥以古菌270為引物進(jìn)行PCR-DGGE,其獲得的DGGE圖譜存在差異,并且根據(jù)圖譜計算所得兩種污泥中古菌菌群的Shannon多樣性指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)和Ber

3、ger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)有所差異,處理維生素B12廢水的污泥樣品的古菌菌群相對于阿維菌素污泥樣品顯示出了更高的多樣性和豐富度。造成差異的原因可能是兩種不同的工業(yè)廢水的性質(zhì)有所不同,比如不同的成分和環(huán)境壓力可能影響古菌菌群的生長和分布。
　　 對兩種污泥DGGE圖譜中的DNA條帶進(jìn)行回收純化、PCR擴增并測序,將測序結(jié)果與NCBI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,確定兩種污泥中的優(yōu)勢古茵菌群。結(jié)果顯示,兩種污泥中的優(yōu)勢古菌菌群均為產(chǎn)甲烷菌。并

4、且,兩種污泥中的優(yōu)勢菌群均為產(chǎn)甲烷八疊球菌目產(chǎn)甲烷鬃菌屬,顯示出此菌在顆粒污泥中的重要性。處理維生素B12廢水的顆粒污泥樣品中甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌群,其中甲烷鬃菌和甲烷食甲基菌為八疊球菌群的兩個主要菌屬.在處理阿維菌素廢水的顆粒污泥樣品中,甲烷桿菌目和甲烷八疊球菌為其優(yōu)勢古菌菌群,且甲烷桿菌相對豐度略低于甲烷八疊球菌。兩者建立起的系統(tǒng)發(fā)育樹也有不同。
　　 采用構(gòu)建16SrRNA克隆文庫方法以細(xì)菌433作為引物對阿維菌素污泥的細(xì)

5、菌種群多樣性進(jìn)行研究。隨機挑選了63個克隆子并進(jìn)行序列,序列經(jīng)Blast比對后結(jié)果表明,此厭氧顆粒污泥中微生物群落具有高度多樣性,可分為7個主要類群:其中,放線菌門和厚壁菌門類群在文庫中所占比例最大,分別為37.73%和26.42%。其次分別是δ-變形菌門類群(deltaproteobacterium)、綠彎菌門類群(Chloroflexi)和酸桿菌門類群(Acidobacterta),分別為7.55%、7.55%和5.66%s擬桿菌門

6、(Bacteroides)、及脫鐵桿菌門(Synergistetes)類群所占比例相對較小,均為3.77%。以古菌660引物構(gòu)建阿維菌素顆粒污泥的古菌克隆文庫,結(jié)果顯示,此厭氧顆粒污泥中的優(yōu)勢產(chǎn)甲烷菌群為產(chǎn)甲烷鬃茵屬(屬于產(chǎn)甲烷八疊球菌),此外還含有少量的產(chǎn)甲烷桿菌。與PCR-DGGE所測菌群相同,但含量有所不同。
　　 對維生素B12顆粒污泥樣品以古菌660為引物構(gòu)建其古菌克隆文庫,挑選陽性克隆子進(jìn)行測序,將測序結(jié)果比對后得到