酵母菌在不同污水處理系統(tǒng)中的分子生態(tài)及功能研究.pdf

1、本研究通過(guò)PCR-DGGE和傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)兩種手段,研究了發(fā)酵廢水、城市污水和造紙廢水三個(gè)不同污水處理系統(tǒng)各處理單元間酵母菌群落特征以及菌種分布特征,并通過(guò)對(duì)分離菌種一些相關(guān)酶活性的檢測(cè)研究不同污水處理系統(tǒng)中酵母菌的生態(tài)功能。具體研究成果包括如下幾方面:
　　 (1)通過(guò)PCR-DGGE和條帶切膠測(cè)序比較了不同污水處理系統(tǒng)中酵母菌群落的豐富度和組成的多樣性差異。結(jié)果表明,污水處理系統(tǒng)中的酵母菌群落多樣性相當(dāng)豐富,群落組成比較復(fù)雜

2、,酵母菌種群的分布與各系統(tǒng)的水質(zhì)特征密切相關(guān)。不同處理系統(tǒng)之間,優(yōu)勢(shì)酵母菌種群的豐富度和組成存在差異。發(fā)酵廢水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)酵母菌種群有9屬12個(gè)種(Candida sorbophila,Candida tropicalis,Dipodascus capitatus,Filobasidiumuniguttulatum,Kluyveromyces marxianus,Issatchenkia occidentalis/Pichia ku

3、driavzevii,Saccharomyces cerevisiae,以及Debaryomyces sp.,Geotrichum sp.或Galactomyces sp.,Pichia sp.,Trichosporon sp.)和一個(gè)可能的新種。城市污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)種群是Candida sorbophila,Filobasidium uniguttulatum,Kluyveromyces marxianus,Saccharomyce

4、scerevisiae,德巴酵母屬(Debaryomyces sp.)的一個(gè)種,絲孢酵母屬(Trichosporon sp.)的兩個(gè)種和一個(gè)可能的新種。造紙廢水處理系統(tǒng)中的酵母菌群落結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,其優(yōu)勢(shì)種群是Candida tropicalis和德巴酵母屬(Debaryomyces sp.)的一個(gè)種。
　　 (2)從三個(gè)污水處理系統(tǒng)中共分離獲得了153株酵母菌,通過(guò)分子生物學(xué)的方法對(duì)這些菌株進(jìn)行了分類鑒定。結(jié)果表明,分離菌株被鑒

5、定到17個(gè)屬、42個(gè)種,包含39個(gè)不同的ITS-RFLP酶切類型。單菌株的分布情況表明,不同污水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)酵母菌種不同。發(fā)酵廢水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)種是Rhodotorula mucilaginosa:城市污水廠的優(yōu)勢(shì)種是:Candidaparapsilosis,Candida tropicalis,Debaryomyces hansenii,Rhodotorulamucilaginosa和Trichosporon montevide

6、ense;造紙廢水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)種是:Candidaaltociferrii,Pichia guilliermondii和Stephanoascus ciferrii。非優(yōu)勢(shì)酵母菌的分布也具有系統(tǒng)特異性。相同的酵母菌種可以同時(shí)分布于兩個(gè)不同的污水處理系統(tǒng)中。
　　 (3)比較了傳統(tǒng)分離培養(yǎng)方法與DGGE方法研究酵母菌生態(tài)分布所獲得的信息。結(jié)果表明,在污水生物處理系統(tǒng)中,子囊類酵母菌為優(yōu)勢(shì)類群,其中Candida sp.占絕對(duì)優(yōu)

7、勢(shì),Candida tropicalis是優(yōu)勢(shì)種。擔(dān)子類酵母菌Trichosporon sp.是次優(yōu)勢(shì)類群。發(fā)酵廢水處理系統(tǒng)中的酵母菌豐度最高,其次是城市污水處理系統(tǒng),最后是造紙廢水處理系統(tǒng)。只有Debaryomyces sp.(分離培養(yǎng)時(shí)為Debaryomyces hansenii,DGGE序列分析沒(méi)有鑒定到種)可以同時(shí)分布在三個(gè)處理系統(tǒng)中。通過(guò)兩種方法均可以獲得的酵母菌有:Candida sorbophila,Candida tro

8、picalis,Filobasidium uniguttulatum,Issatchenkia orientalis/Pichia kudriavzevii,Saccharomyces cerevisiae和Trichosporon montevideense。菌種Kluyveromyces marxianus只通過(guò)DGGE方法檢測(cè)到。菌種Cryptococcus sp.和Rhodotorula sp.僅獲得了純培養(yǎng)物,通過(guò)DGGE方法

9、沒(méi)有檢測(cè)到。
　　 (4)對(duì)獲得的酵母菌菌株進(jìn)行淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、錳依賴過(guò)氧化物酶(MnP)、木質(zhì)素過(guò)氧化物酶(LiP)和漆酶(Lac)產(chǎn)生能力的研究。結(jié)果表明,所有菌株都不能產(chǎn)生淀粉酶,能產(chǎn)生脂肪酶的有:Candidaparapsilosis,Dipodascus ovetensis,Filobasidiumuniguttulatum和Geotrichum klebahnii;能產(chǎn)生蛋白酶的有:Cryptococcus

10、albidus,Pichiamembranifaciens,Pichia spartinae和Rhodotorula mucilaginosa;可以同時(shí)產(chǎn)生脂肪酶和蛋白酶的是:Candida palmioleophila,Candida tropicalis,Trichosporon montevideense和Yarrowia lipolytica。在活性紅M-3BE存在下,檢測(cè)到43株包括8個(gè)屬、17個(gè)種的酵母菌能夠產(chǎn)生MnP,其中

11、多數(shù)為Candida sp.,Pichia sp.和Rhodotorula sp.。菌種Candidaboidinii,Candidaghanaensis,Candida parapsilosis和Candidazeylanoides能產(chǎn)生LiP。所有菌株都不能產(chǎn)生Lac。
　　 (5)對(duì)所獲得的酵母菌菌株進(jìn)行了染料脫色能力的研究。結(jié)果表明,139株酵母菌在12～72 h內(nèi)能夠?qū)ε囵B(yǎng)基中的活性紅M-3BE染料進(jìn)行不同程度脫色,占