16S rDNA分子生物學(xué)技術(shù)在除磷菌種群結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用.pdf

1、本研究主要應(yīng)用PCR-DGGE、PCR產(chǎn)物克隆等16S rDNA分子生物學(xué)技術(shù)，結(jié)合城市污水生物除磷工藝的特點(diǎn)，對(duì)平行AN/AO工藝活性污泥中除磷菌的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，討論了氧氣和NO<,3><'->等不同電子受體條件對(duì)除磷菌種群結(jié)構(gòu)的影響，以及氧氣和NO<,3><'->等電子受體條件分別在不同pH環(huán)境下除磷菌種群結(jié)構(gòu)的變化。 該方法可以不經(jīng)培養(yǎng)，利用不同微生物16S rDNA遺傳訊息的保守性和差異性對(duì)樣品的種群結(jié)

2、構(gòu)以及主要菌種的種屬進(jìn)行討論和鑒定。試驗(yàn)從活性污泥樣品中提取總DNA，采用套式PCR對(duì)除磷菌的16S rDNA V3區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，結(jié)合DGGE、PCR產(chǎn)物克隆等技術(shù)分析環(huán)境樣品中除磷菌的種群結(jié)構(gòu)。通過(guò)DNA測(cè)序技術(shù)與NCBI(美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心)基因庫(kù)比對(duì)可以對(duì)部分主要除磷菌的種屬進(jìn)行鑒定，從而對(duì)生物除磷活性污泥中的微生物群落結(jié)構(gòu)得到一個(gè)比較全面、客觀的認(rèn)識(shí)。 平行AN/AO工藝調(diào)試過(guò)程中，微生物多樣性相當(dāng)豐富且種群結(jié)構(gòu)也

3、比較復(fù)雜，對(duì)外來(lái)的環(huán)境沖擊影響表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。污泥的內(nèi)外回流不可避免的造成了微生物在不同區(qū)域中的“流動(dòng)”，因此大部分除磷菌在不同功能區(qū)域中的種群結(jié)構(gòu)差別不大。另檢測(cè)到少數(shù)優(yōu)勢(shì)菌群可能是在專性厭氧/缺氧條件下生長(zhǎng)的，屬于反硝化除磷菌的功能菌群。在該工藝的運(yùn)行過(guò)程中，采用套式．PCR方法，結(jié)合DGGE對(duì)活性污泥樣品中放線菌(．dctinobacteria)、變形桿菌(Proteobacteria)、產(chǎn)酸細(xì)菌(Acidobacteri

4、um)等菌群的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分類討論，結(jié)合進(jìn)出水水質(zhì)，在分子生物學(xué)角度證實(shí)了除磷菌在污水處理過(guò)程中明顯的除磷作用。通過(guò)割膠、測(cè)序、NCBI比對(duì)初步確定了優(yōu)勢(shì)菌種的種屬。 通過(guò)對(duì)O<,2>和NO<,3><'->等不同電子受體條件下培養(yǎng)馴化的活性污泥中除磷菌的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，討論了代謝鏈的差異性所造成的微生物群落結(jié)構(gòu)較為明顯的規(guī)律性變化，驗(yàn)證了培養(yǎng)馴化方法用于除磷菌分類篩選與富集的可行性。在此過(guò)程中，檢測(cè)到在厭氧/缺氧反硝化

5、除磷過(guò)程中的部分優(yōu)勢(shì)菌種，該類菌種屬于“反硝化除磷菌”的功能菌群。馴化過(guò)程在6.5～8.5的pH值范圍內(nèi)，除磷菌的種群結(jié)構(gòu)均較為相近，僅有少數(shù)菌種的細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)出較為簡(jiǎn)單的規(guī)律性變化，表明生物除磷過(guò)程中的微生態(tài)系統(tǒng)在此pH范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，研究中所采用的16S rDNA分子生物學(xué)技術(shù)，可以對(duì)環(huán)境樣品中的微生物進(jìn)行快速分析，真實(shí)而完整的反映其中微生物群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，且環(huán)境樣品中具有的多種復(fù)雜成分對(duì)分析的影響不大。FISH