湖泊底泥和污水廠中電化學(xué)活性細菌的豐度分析和定量檢測.pdf

1、電化學(xué)活性細菌(Electrochemically active bacteria，EAB)是一類能夠通過特定的代謝方式將代謝過程中產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移至胞外電子受體的細菌，其在多種元素的生物地球化學(xué)循環(huán)、環(huán)境修復(fù)、廢水微生物處理以及微生物燃料電池等領(lǐng)域具有重要意義。目前關(guān)于EAB的生態(tài)學(xué)研究工作主要集中在海洋環(huán)境中，而淡水濕地和人工環(huán)境中的EAB的生態(tài)學(xué)調(diào)研工作相對較少。并且由于EAB的種類、代謝途徑的多樣性，其中起作用的相關(guān)基因和酶的種類

2、也各不相同，因此目前沒有一種廣譜的分子生物學(xué)方法對其進行鑒定和定量檢測。本課題以巢湖底泥樣品作為研究對象，對兩類典型的EAB Shewanella.spp和Geobacter.spp進行生態(tài)學(xué)調(diào)研。同時利用WO3納米團簇探針結(jié)合最大或然數(shù)理論(Most Probable Number,MPN)建立了一種廣譜的定量環(huán)境中EAB的方法。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.以巢湖底泥為調(diào)研對象，分析了不同采樣點的不同季節(jié)條件下兩種模式EA

3、B Shewanella和Geobacter的時空生態(tài)分布。研究結(jié)果表明，巢湖底泥中的Shewanella和Geobacter菌屬豐度水平較高，每克干底泥中特異性基因拷貝數(shù)為103-108。其中以南淝河及巢湖靠近南淝河的岸邊兩個采樣點的兩種細菌豐度最高。進一步通過皮爾森相關(guān)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，巢湖底泥中氨氮和磷酸根的含量是影響Shewanella和Geobacter菌屬豐度的主要環(huán)境因子，由于氮磷是造成巢湖富營養(yǎng)化的主要因素，因此我們推測Sh

4、ewanella和Geobacter菌屬的豐度可能受到湖泊富營養(yǎng)化的影響。
　　2.以WO3納米團簇探針作為定性檢測手段，結(jié)合MPN，建立了一種快速簡便廣譜的定量環(huán)境中EAB的方法。通過分析模式EAB Shewanella oneidensisMR-1和Geobacter sulfurreducens DL-1在OD600分別為0.56和0.13時兩株細菌的菌液濃度，并將得到的結(jié)果與CFU直接計數(shù)及DAPI染色后計數(shù)結(jié)果進行比較，

5、得到相似的定量結(jié)果。以此證明我們所建立的WO3-MPN方法用于定量純種EAB時的有效性。并且該方法在48小時內(nèi)即可得到細菌定量計數(shù)結(jié)果，而傳統(tǒng)的MPN方法用于計數(shù)EAB時，需要數(shù)周時間才能得出結(jié)果，相比之下該方法所需時間極短。我們進一步利用該方法對巢湖底泥和合肥望塘污水處理廠中EAB進行定量，定量結(jié)果表明巢湖底泥中EAB的豐度為104-106個細菌每克干底泥，合肥望塘污水處理廠中EAB的豐度為103-106個細菌每毫升樣品。最后通過皮爾