發(fā)酵產(chǎn)氫菌株與混合培養(yǎng)系統(tǒng)種群生態(tài)研究.pdf

1、近年來基于乙醇型發(fā)酵制氫工藝和理論，開展了大量以提高該工藝的產(chǎn)氫效率、完善工程控制對策、實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)為最終目的的理論和應(yīng)用研究。篩選出若干株產(chǎn)乙醇桿菌，獲得了大量工程控制數(shù)據(jù)，研究取得了很大的進展。但是乙醇型發(fā)酵制氫工藝的工程控制對策還有待完善，產(chǎn)氫效率還有待進一步提高。尤其是混合菌種乙醇型發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)機制還未完全揭示，監(jiān)測手段尚需完善。本論文就是以乙醇型發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)為核心，對篩選出的產(chǎn)乙醇產(chǎn)氫菌株進行了鑒定，并利用改進的FI

2、SH監(jiān)測技術(shù)對混合菌種發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的細菌種群生態(tài)進行了深入研究。
　　分離出2株乙醇型發(fā)酵產(chǎn)氫菌株C12，C3。經(jīng)生化和電鏡以及分子生物學(xué)技術(shù)，比較了它們與本實驗室原有菌株——哈爾濱產(chǎn)乙醇桿菌（Ethanoligenensharbinense）B49的形態(tài)特征、生理生化特征和產(chǎn)氫影響因子，分析了它們的16SrDNA序列和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，以及16S-23SrRNA基因間隔區(qū)序列的相似性，確定它們應(yīng)同屬于哈爾濱產(chǎn)乙醇桿菌。并在此基礎(chǔ)上進

3、行了設(shè)計產(chǎn)乙醇桿菌屬（Ethanoligenens）專一性16SrRNA寡核苷酸探針的研究。結(jié)果證明在16SrRNA基因序列中不存在產(chǎn)乙醇桿菌屬的專一性寡核苷酸探針靶序列，應(yīng)該在23SrRNA基因序列和16S-23SrRNA間隔區(qū)序列中尋找可能的片段。
　　對已有的環(huán)境微生物FISH實驗技術(shù)進行了改進。篩選出適合用于發(fā)酵產(chǎn)氫菌群動態(tài)監(jiān)測的寡核苷酸探針Chis150，Ent183和HGC等，并確定了它們的最佳雜交條件。初步建立了以梭

4、菌屬、產(chǎn)乙醇桿菌屬和腸桿菌科為監(jiān)測對象的FISH監(jiān)測系統(tǒng)。然后在對以往的FISH實驗方法進行分析、比較和預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，簡化了操作步驟，優(yōu)化了實驗條件，降低了實驗成本，使之更加適合于混合菌種發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的快速監(jiān)測。
　　應(yīng)用改進的FISH技術(shù)，監(jiān)測了連續(xù)流攪拌槽式（CSTR）發(fā)酵制氫反應(yīng)器的啟動階段、乙醇型與丁酸型2種產(chǎn)氫發(fā)酵類型運行過程和發(fā)酵類型轉(zhuǎn)化過程中的目標菌群動態(tài)，以及厭氧折流板式發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)（ABR）中的目標菌群豐度等，