降解芳香族化合物的微生物多樣性及分離鑒定研究.pdf

1、芳香族化合物包括苯酚類及其衍生物和喹啉類等化合物，是工業(yè)廢水中的主要的污染物。微生物處理法能夠安全高效地去除這些污染物，而處理過程中的生物降解機(jī)理包括參與生物處理的微生物的區(qū)系結(jié)構(gòu)、主要的功能菌則成為研究熱點。 本研究主要采用微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)及分離培養(yǎng)技術(shù)，對降解喹啉和苯酚等芳香族化合物的工業(yè)廢水系統(tǒng)中的微生物區(qū)系進(jìn)行解析及對部分分離物進(jìn)行鑒定，并采用HPLC和UV-Vis對群落的降解能力進(jìn)行分析。 在對降解苯酚

2、的微生物群落研究中，采用Biolog和變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)分析了不同苯酚濃度對焦化廢水處理廠反硝化池生物膜樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)和代謝類型的影響。其中DGGE結(jié)果表明，不同濃度苯酚和不同培養(yǎng)方式富集培養(yǎng)后，細(xì)菌16S rDNA的部分條帶分布發(fā)生改變，還有部分條帶只受到了苯酚濃度變化的影響；富集培養(yǎng)過程中由于碳源組成相對焦化廢水簡單，DGGE條帶所代表的優(yōu)勢微生物多樣性有所降低。Biolog試驗結(jié)果表明，生物膜樣本的細(xì)菌群落代謝

3、能力最強(qiáng)；低濃度苯酚富集后的樣品能利用的底物碳源類型最豐富。對Biolog試驗結(jié)果進(jìn)行主成分分析，顯示相同濃度苯酚富集培養(yǎng)后的細(xì)菌群落代謝功能多樣性相似，但從DGGE結(jié)果看出其結(jié)構(gòu)組成產(chǎn)生了變化。富集培養(yǎng)使樣品微生物群落的代謝功能發(fā)生改變，低濃度的苯酚富集增加了群落中微生物的代謝類型。而對不同條件獲得的分離物的苯酚降解能力的初步分析也表明，富集與分離條件對苯酚降解菌的分離能力和得到的菌株特性具有差別。 在對降解喹啉的微生物群落

4、研究中，本研究采用含有喹啉為單一碳源的人工廢水，取上海焦化廠廢水處理系統(tǒng)的A2池生物膜馴化了一個反硝化反應(yīng)器。在反應(yīng)器達(dá)到穩(wěn)定時，喹啉去除率穩(wěn)定在90％以上，通過16S rDNA克隆文庫技術(shù)、16S rRNA V3區(qū)基因454測序，對反應(yīng)器的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究；同時分離培養(yǎng)出1212株分離物進(jìn)一步進(jìn)行雜交和喹啉降解分析，初步選定54株分離物進(jìn)行16S rDNA鑒定。 16S rRNA V3區(qū)的454測序結(jié)果和16S rDN

5、A克隆文庫研究結(jié)果均表明，反應(yīng)器的微生物主要屬于α-proteobacteria，β-proteobacteria，γ-proteobacteria，δ-proteobacteria，Actinobacteria和Bacteroidetes。最主要的OUT占所有克隆的17.78％，與能降解聯(lián)苯的Rhodococcus pyridinivorans有99％的同源性。分離培養(yǎng)得到的菌株分為5個綱：α-proteobacteria，β-pro

6、teobacteria，γ-proteobacteria，Bacilli和Actinobacteria，也得到了與Rhodococcus pyridinivorans有99％同源性的菌，而且可以降解喹啉，可能在反應(yīng)器里是一株重要的喹啉降解菌。而從對兩種分子生物學(xué)方法進(jìn)行比較可以看出，454測序通量大，更易測得群落中的稀有物種。但是由于454測序得到的單個序列長度較短，而從細(xì)菌分類學(xué)來看，較長的測序長度能夠更為準(zhǔn)確地分析細(xì)菌的分類地位。從