一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究

论文编号:HJ005  字数:10316,页数:30

摘要： 功能细菌通过传统和现代隔离和证明方法被辨认了。 分类学位置被查明了根据配置、生理和生物化学的物产和16Sr脱氧核糖核酸分析的调查。 细菌的活动被调查了。 结果展示： 美国兵是一dephosphorization细菌在没有报告的绝氧情况下。 16Sr脱氧核糖核酸分析表明张力有没登记99.3%的同源与Acinetobacter sp和。 它的最佳的碳源是钠醋酸盐，并且最佳的氮气来源是卤砂。 在积累磷的过程中最佳的PH值是7.0在缺氧情况下。 最佳的温度比30 ℃是35 ℃，和， 20℃、25℃的作用是共同的，但是10℃和40℃是最坏的。 在缺氧状态期间的最佳的ORP价值在-50～-110mV.Nitrite之间是更加高效率和快去掉和积累磷的氮气，当它使用作为电子接受器时。
关键词 ： 积累磷在缺氧情况下; 积累细菌的去掉的氮气的磷; 电子接受器; 生理和生物化学的物产

Abstract: The functional bacterium was identified through traditional and modern isolation and identification methods. The taxonomic position was ascertained based on the investigation of configuration, physiological and biochemical properties, and 16Sr DNA analysis. The activity of the bacterium was investigated. The result shows: Gi is a kind of dephosphorization bacteria under anaerobic condition which is not reported. The 16Sr DNA analysis indicated the strain had a 99.3% of homology with Acinetobacter sp and not registered. Its best carbon source is sodium acetate and best nitrogen source is ammonium chloride. During the process of accumulating phosphorus the best pH value is 7.0 under anoxic condition. The best temperature is 35 ℃, and than 30 ℃, the effect of 20℃、25℃ is common, but 10℃ and 40℃ are the worst. The best ORP value during the anoxic state is between -50～-110mV.Nitrite is more efficient and quick to denitrify and accumulate phosphorus when it is used as electronic acceptor.
Keyword: accumulating phosphorus under anoxic condition; denitrifying phosphorus accumulating bacteria; electronic acceptor; physiological and biochemical properties

目        录
1  前言 .....................................................1
2  材料与方法.................................................2
2.1 试验反应装置..............................................2
2.1.1  SBR强化生物除磷装置.......................................2
2.1.2  短程同步吸磷活性试验装置 ................................3
2.2   供试材料 ...............................................3
2.2.1菌种来源 ................................................3
2.2.2 培养基和基础培养液 ....................................4
2.2.2.1  牛肉浸膏蛋白胨培养基 ...................................4
2.2.2.2   聚磷菌基础培养液......................................4
2.2.2.3   短程同步吸磷活性试验用液 ..............................4
2.3   试验方法................................................5
2.3.1 短程反硝化聚磷菌Gi菌株的分离 ...............................5
2.3.2 短程反硝化聚磷菌Gi菌株显微形态观察............................5
2.3.3 短程反硝化聚磷菌Gi菌株的生理生化指标[12-14] ...................5
2.3.4  DNA提取、PCR扩增、基因序列比对及进化树构建 ....................5
2.3.5 短程反硝化聚磷Gi菌株的活性试验的方法...........................5
2.3.5.1  Gi菌株在不同碳源、氮源的活性试验 ..........................6
2.3.5.2  Gi菌株不同环境条件的活性试验..............................6
2.3.5.3  Gi菌株不同电子受体的活性试验 .............................6
2.3.6指标测定方法...............................................6
3   结果与讨论 ..............................................6
3.1  Gi菌株的形态观察及生理生化指标................................6
3.2  Gi菌株的16SrDNA基因的序列、系统发育分析........................7
3.3  Gi菌株的活性试验....................................... 8
3.3.1 营养因素对Gi菌株的活性影响 ..................................8
3.3.1.1  不同碳源对Gi菌株的活性影响............................. 8
3.3.1.2  不同氮源对Gi菌株的活性影响 ...............................10
3.3.2环境条件对Gi菌株的活性影响 ................................11
3.3.2.1  不同pH值对Gi菌株的活性影响...............................11
3.3.2.2  不同温度对Gi菌株的活性影响 ...............................12
3.3.2.3  不同ORP对Gi菌株的活性影响 ..............................14
3.3.3不同电子受体对Gi菌株的活性影响 ................................15
3.3.4试验中发现的问题............................................16
4 结论 .......................................................16
参 考 文 献 ...................................................17
英文摘要 ...............................................19
附录1 DNA测序结果 ............................................20
附录2 分析检测报告 ......................................................21
附录3书 ...................................................23
毕业表 ......................................................28
前言
    水体的富营养化现象在世界各地日趋严重，已经成为人类所面临的严重水环境问题之一。而引起藻类大量繁殖的主要因子是氮和磷，而藻类对磷的需求量约为氮需求量的（1/10）～（1/20），因此只要有这个水平的磷存在，就具有使藻类增值的能力，所以控制污染源、降低污水中的氮、磷，尤其是磷的含量是防止水体富营养化的主要任务[1]。
氮、磷的去除可用化学法，也可用生物法，但化学法的处理费用较高，且有大量的化学污泥产生。污水的生物除磷工艺因其具有经济性的优势而得到广泛的运用，在生物除磷过程中起着关键作用的是聚磷菌。最近新加坡的J.Y.Hu[2] 等人的研究中提出了有3种聚磷菌：一种只能利用氧作为电子受体的聚磷菌，记为P0；另一种是既可以利用氧又利用硝酸盐作为电子受体的聚磷菌，记为PON；还存在一种利用氧、硝酸、亚硝酸盐作为电子受体的聚磷菌，记为PONn。传统生物除磷工艺中的聚磷菌是PO，这类微生物能够以氧作为电子受体，将废水中的磷聚集在细胞内以聚磷酸盐的形式储存[3]。Kuba等人从动力学性质上对两类聚磷菌P0和PON进行了比较，认为以硝酸盐作为电子受体的反硝化聚磷菌有着和好氧聚磷菌同样高的强化生物除磷性能[4,5]。王爱杰[6]提出可以利用NO2-作为电子受体完成反硝化脱氮聚磷过程，其特点是运行周期短、释磷聚磷速度快，联合亚硝酸盐型硝化技术，将硝化控制在亚硝酸盐阶段，就可以实现两段活性污泥系统的短程硝化反硝化聚磷工艺，可以进一步节省耗氧量和碳源，减少剩余污泥量。清华大学周岳溪等人[7]、华东师范大学朱怀兰等人[8]研究结果表明,聚磷菌有假单胞菌属、气单胞菌属、棒状菌群和肠杆菌科。以上文献表明，污泥中确实存在短程反硝化聚磷菌（Shortcut denitrifying phosphorus removing bacteria ，简称SDPB）。SDPB能够以NO2-作为电子受体消耗外部或贮存磷的有机物，使磷细菌细胞产生质子推动力。质子推动力可用来运输磷和产生ATP。当存在可溶性磷酸盐和能量时，ATP用来合成磷酸盐。由于水中微生物消耗了外界含碳基质，磷细菌将分解体内的聚β-羟基丁酸酯（PHB）以产生能量，磷细菌得以生长，并从溶液中吸收溶解性磷酸盐以备合成聚磷酸盐。