垃圾堆填區(qū)滲濾液中真細菌遺傳多樣性及分子系統學研究.pdf

1、作為一種簡單而有效的生物處理過程，土地填埋已經被大規(guī)模應用，以減少有機廢物所造成的環(huán)境污染。然而，到目前為止國際上對垃圾堆填區(qū)中起重要作用的關鍵微生物類群的了解仍然十分有限。本論文應用16S rRNA基因作為分子標記，對兩種不同類型的垃圾填埋場(回灌式和傳統型)滲濾液中真細菌群落的組成及多樣性進行了深入研究。進一步，分別以amoA和nosZ兩個基因作為氨氧化細菌和反硝化細菌的分子標記，分析比較了三種不同類型垃圾堆填區(qū)中參與氮素轉化過程的

2、微生物群落的結構及多樣性。具體內容如下： (1)李坑回灌式垃圾填埋場滲濾液中真細菌群落結構及多樣性。通過16SrRNA基因的克隆，文庫構建，序列測定和分子系統發(fā)育分析表明：李坑真細菌文庫中的許多細菌序列和公共數據庫中序列的相似性處于一個相對低的水平。在有效分析的195個克隆子中，總共有103個序列型。大約90﹪的序列型歸到Low-G+C gram-posirive bacteria，the Chlamydiae/Verrucom

3、icrobia group和Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides(CFB)group這3個類群，相應克隆子所占的比例是53﹪，21﹪和19﹪。另外占全部克隆子7﹪的10個序列型則分布在已知的真細菌類群：Planctomycetes，Spirochaetes，Proteobacteria以及Actinobacteria，和最近提出的兩個候選類群：OP9和OP11。其中豐度最高的序列型占不到文庫全部克隆子的10

4、﹪，而且豐度最高的15個序列型至少占了全部克隆子的47﹪。一些已經能被清楚歸類到種屬或分類單元的序列被鑒定是屬于厭氧消化系統。 (2)狗仔坑傳統型垃圾填埋場滲濾液中真細菌群落結構及多樣性。通過構建16S rRNA基因文庫，隨機挑取克隆子進行一端序列測定并進行分類，在138個隨機挑取的克隆子中分成了76個序列型。序列型代表進一步的全序列測定和分子系統發(fā)育分析表明：超過90﹪的克隆子歸到Low-G+C gram-positive b

5、acteria(38.4﹪)，Proteobacteria(35.5﹪)，Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides(CFB)group(11.6﹪)和Spirochaetes(5.1﹪)這四個類群。小部分歸到Verrucomicrobia group(2.9﹪)，candidate divisions OP11(2.2﹪)，而green nonsulfur bacteria，Cyanobacteria和Deni

6、tromonas Thermus group的比例都小于1.0﹪。盡管有一些序列和已知厭氧系統中的種屬或已知功能的類群聚類，但是大部分的序列都和已經公布在公共數據庫里面的數據僅有較低的相似性，并且是屬于未知的分類單元。這樣的結果就說明，在狗仔坑傳統型垃圾填埋場滲濾液中真細菌群落的遺傳多樣性比先前預想的要復雜得多，大部分仍然未知。 (3)不同類型垃圾堆填區(qū)中氨氧化細菌和反硝化細菌群落的結構及其多樣性。雖然最近的一些研究表明在垃圾填

7、埋場環(huán)境檢測到高水平的N<,2>O排放，然而，在其中參與有關氮素轉化過程的微生物群落的結構及多樣性目前仍然是未知的。本研究首次揭示，類似的未知微生物類群參與了這些厭氧系統內部氮素轉化的過程。所獲得的amoA基因序列均可歸入β-變形細菌亞門的歐洲亞硝化單胞菌簇，雖然與先前報道的來自污水處理廠的環(huán)境克隆子具有較高的序列相似性，但這些amoA基因序列和已知的氨氧化真細菌僅具有較遠的分子系統發(fā)育關系。而所有的，mosZ基因序列僅與γ-變形細菌亞