文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
降解芳香族化合物的微生物多样性及分离鉴定研究
姓名:岳思青
申请学位级别:硕士
专业:微生物
指导教师:赵立平
20090201
上海交通大学硕士学位论文摘要
降解芳香族化合物的微生物多样性及分离鉴定研究
摘要
芳香族化合物包括苯酚类及其衍生物和喹啉类等化合物,是工业废
水中的主要的污染物。微生物处理法能够安全高效地去除这些污染物,
而处理过程中的生物降解机理包括参与生物处理的微生物的区系结构、
主要的功能菌则成为研究热点。
本研究主要采用微生物分子生态学技术及分离培养技术,对降解喹
啉和苯酚等芳香族化合物的工业废水系统中的微生物区系进行解析及对
部分分离物进行鉴定,并采用 HPLC 和 UV-Vis 对群落的降解能力进行分
析。
在对降解苯酚的微生物群落研究中,采用 Biolog 和变性梯度凝胶电
泳(DGGE)技术分析了不同苯酚浓度对焦化废水处理厂反硝化池生物膜
样品中微生物群落结构和代谢类型的影响。其中 DGGE 结果表明,不同
浓度苯酚和不同培养方式富集培养后,细菌 16S rDNA 的部分条带分布发
生改变,还有部分条带只受到了苯酚浓度变化的影响;富集培养过程中
由于碳源组成相对焦化废水简单,DGGE 条带所代表的优势微生物多样
性有所降低。Biolog 试验结果表明,生物膜样本的细菌群落代谢能力最
强; 低浓度苯酚富集后的样品能利用的底物碳源类型最丰富。对 Biolog
试验结果进行主成分分析,显示相同浓度苯酚富集培养后的细菌群落代
谢功能多样性相似,但从 DGGE 结果看出其结构组成产生了变化。富集
培养使样品微生物群落的代谢功能发生改变,低浓度的苯酚富集增加了
群落中微生物的代谢类型。而对不同条件获得的分离物的苯酚降解能力
的初步分析也表明,富集与分离条件对苯酚降解菌的分离能力和得到的
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
菌株特性具有差别。
在对降解喹啉的微生物群落研究中,本研究采用含有喹啉为单一碳
源的人工废水,取上海焦化厂废水处理系统的 A2 池生物膜驯化了一个反
硝化反应器。在反应器达到稳定时,喹啉去除率稳定在 90%以上,通过
16S rDNA 克隆文库技术、16S rRNA V3 区基因 454 测序,对反应器的微
生物群落结构进行研究;同时分离培养出 1212 株分离物进一步进行杂交
和喹啉降解分析,初步选定 54 株分离物进行 16S rDNA 鉴定。
16S rRNA V3 区的 454 测序结果和 16S rDNA 克隆文库研究结果均表
明,反应器的微生物主要属于α-proteobacteria,β-proteobacteria,γ
-proteobacteria,δ-proteobacteria,Actinobacteria 和 Bacteroidetes。最主
要的 OTU 占所有克隆的 % ,与能降解联苯的 us
pyridinivorans 有 99%的同源性。分离培养得到的菌株分为 5 个纲:α
-proteobacteria ,β-proteobacteria ,γ-proteobacteria , Bacilli 和
Actinobacteria,也得到了与 us pyridinivorans 有 99%同源性的
菌,而且可以降解喹啉,可能在反应器里是一株重要的喹啉降解菌。而
从对两种分子生物学方法进行比较可以看出,454 测序通量大,更易测得
群落中的稀有物种。但是由于 454 测序得到的单个序列长度较短,而从
细菌分类学来看,较长的测序长度能够更为准确地分析细菌的分类地位。
从本实验的结果来看,二者的结果有一些差别,但大体基本一致。
反应器在运行过程中因为故障,出水喹啉含量上升,但运行正常后
一段时间,反应器又能稳定高效地降解喹啉,对出现故障前后的反应器
出水及微生物群落结构进行 HPLC 和 16S rRNA V3 区的 454 测序。结果
显示微生物结构和反应器的处理情况是紧密相关的。
关键词:芳香化合物,降解,微生物群落,分离培养, 克隆文库
II
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
STUDY ON DIVERSITY OF POUND DEGRADING
BACTERIA AND ISOLATION

ABSTRACT
pounds including phenols and quinolines are major
pollutants in industrial wastewater treatment. Microbial treatm