高效積累PHB細(xì)菌和酵母混合菌群的馴化及菌種組成多樣性研究.pdf

1、聚羥基丁酸酯(PHB)是微生物在營養(yǎng)不均衡條件下合成的一種顆粒狀高分子聚合物，可以被很多種類的微生物作為碳源和能源儲存于胞內(nèi)。因其與傳統(tǒng)的化學(xué)合成塑料有非常相似的機(jī)械性能，且具有可生物降解性和生物相容性等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種新型環(huán)保材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。利用活性污泥內(nèi)混合菌群生產(chǎn)PHB，是一種替代純培養(yǎng)的方法，極大地降低了生產(chǎn)PHB的成本。本研究通過對馴化過程中各條件的控制來提高混合菌群合成PHB的產(chǎn)量，并利用PCR-DGGE技術(shù)對菌群

2、的組成進(jìn)行分析。
　　利用序批式反應(yīng)器(SBR)，以乙酸鈉作為唯一碳源，通過厭氧/好氧交替運(yùn)行的模式進(jìn)行馴化，馴化過程中通過逐步提高COD并限制氮和磷濃度的方式，構(gòu)建一個營養(yǎng)不均衡的環(huán)境促進(jìn)菌體內(nèi)PHB含量的積累，研究結(jié)果表明，隨著COD濃度的升高和氮磷濃度的下降PHB含量逐漸增加，當(dāng)COD上升至1200 mg/L、COD/N=80、COD/P=200時，PHB積累量達(dá)到最大值，其占菌體干重的74.2％，同時也證明了逐步提高COD

3、濃度和降低氮磷濃度是一種比較有效的馴化方式。通過對COD、氮、磷、PHB含量的檢測來判斷菌群的發(fā)酵動態(tài)，對馴化成熟的菌群進(jìn)行透射電鏡掃描，可以直觀的看到胞內(nèi)白色的PHB顆粒。
　　利用PCR-DGGE技術(shù)對高產(chǎn)PHB活性污泥內(nèi)菌群的多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，細(xì)菌菌群多樣性十分豐富，且種群結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。其中被鑒定到屬的細(xì)菌有16種，屬于10個屬，其中Zoogloea sp.和Rhizobiales bacterium為優(yōu)勢菌屬，而

4、很多研究也表明這兩個屬的細(xì)菌具有高效合成PHB的能力，這也是該菌群高產(chǎn)PHB的原因。對菌群馴化過程和COD1200階段的DGGE圖譜中的優(yōu)勢條帶進(jìn)行分析，結(jié)果表明，COD1200階段菌群具有高效PHB的能力，與菌群中存在的Methylobacteriaceae bacterium、Zoogloea sp.、Rhizobiales bacterium、Hydrogenophaga sp.和Dechloromonas sp.菌屬自勺細(xì)菌有關(guān)

5、。
　　與細(xì)菌相比，菌群巾酵母菌的多樣性相對簡單，分別屬于Geotrichum klebahnii、Trichosporon montevideense、Candida intermedia、Pichia guilliermondii和Galactomycesgeotrichum五種酵母，它們都是污水處理系統(tǒng)中常見的酵母菌，其中有報(bào)道顯示Candida sp.的酵母菌具有合成PHB的能力，其他菌屬尚未報(bào)道，可能與菌群中PHB的合成