不同形態(tài)氮鹽對(duì)銅綠假單胞菌SD-1種群穩(wěn)定性的影響及機(jī)制研究.pdf

1、銅綠假單胞菌SD-1是一株高效雜環(huán)化合物降解菌株，可通過生物強(qiáng)化的方式在污染物治理中發(fā)揮重要作用。已有研究提示，強(qiáng)化菌株的穩(wěn)定性對(duì)于生物強(qiáng)化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。雖然有大量報(bào)道關(guān)注了強(qiáng)化菌株在生態(tài)系統(tǒng)中的種間競(jìng)爭，但目前尚未有研究涉及強(qiáng)化菌株的種內(nèi)生態(tài)穩(wěn)定性。鑒于此，本論文以銅綠假單胞菌SD-1作為試驗(yàn)菌株，通過連續(xù)傳代的方式，探究了廢水處理系統(tǒng)中不同形態(tài)氮鹽對(duì)菌株種群穩(wěn)定性的影響;對(duì)比野生株和群體感應(yīng)欺騙株在不同形態(tài)氮鹽中的生長差

2、異，從代謝角度解析了不同形態(tài)氮鹽對(duì)菌株種群穩(wěn)定影響的群體感應(yīng)機(jī)制;此外，通過對(duì)比不同形態(tài)氮鹽條件下分離的進(jìn)化合作者群體感應(yīng)效應(yīng)差異，進(jìn)一步從進(jìn)化角度探究了不同形態(tài)氮鹽對(duì)菌株種群穩(wěn)定影響的群體感應(yīng)機(jī)制。該研究對(duì)于豐富群體感應(yīng)理論、拓展群體感應(yīng)理論在生物強(qiáng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用、優(yōu)化生物強(qiáng)化系統(tǒng)的運(yùn)行策略具有重要意義。所獲得的主要結(jié)果如下:
　　(1)長期進(jìn)化過程中，部分組別菌群密度下降了1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，出現(xiàn)種群崩潰現(xiàn)象。菌株在外加銨鹽，硝酸

3、鹽、亞硝酸鹽和不外加氮鹽的對(duì)照組別中崩潰的機(jī)率分別為0％，33.3％，66.6％和11.1％。穩(wěn)定組別中，欺騙子比例范圍為0％-53％，崩潰組別中欺騙子比例為51％-81％。崩潰組別中，蛋白酶含量顯著下降。不同形態(tài)的外加氮鹽對(duì)菌株SD-1種群穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響，外加亞硝酸鹽和硝酸鹽組別中種群更容易崩潰。
　　(2)對(duì)不同培養(yǎng)條件下菌株SD-1氮源利用情況進(jìn)行對(duì)比，顯示氨氮、硝氮的變化趨勢(shì)相同，但亞硝氮的變化趨勢(shì)存在差異。在硝酸鹽和

4、亞硝酸鹽培養(yǎng)基中，菌株SD-1公共物質(zhì)分泌要較其他組別中高2-3倍。在外加硝酸鹽的葡萄糖培養(yǎng)基中，野生株和欺騙子利用氨氮的能力相同;但在外加硝酸鹽的葡萄糖培養(yǎng)基中，欺騙子前12 h比合作者生長更快;而外加亞硝酸鹽的葡萄糖培養(yǎng)基中，欺騙子的生長則始終高于合作者。硝酸鹽和亞硝酸鹽使合作者菌株肩負(fù)了更多的公共物質(zhì)代謝負(fù)擔(dān)，同時(shí)使得欺騙子菌株獲得了較之合作者更高的生存優(yōu)勢(shì)，即群體感應(yīng)介導(dǎo)的代謝差異是外加亞硝酸鹽和硝酸鹽條件下種群更容易崩潰的根本