一株新型異養(yǎng)脫氮菌代謝機制初探.pdf

1、前期研究膜生物反應器過程中分離得到一株具有脫氮能力的菌株，經16S rRNA鑒定后，命名為Providencia rettgeri strain YL，對Providencia rettgeri strain YL進行脫氮研究時發(fā)現(xiàn)，該菌株能夠利用有機碳或有機氮作為碳源和氮源，在好氧條件下不僅僅完成硝化過程，而且產生氮氣。Providencia rettgeri strain YL所完成的不僅僅是硝化過程，而是從氨態(tài)氮氧化一直到氮氣生成

2、的一個完整的生物脫氮過程，將該過程稱作異養(yǎng)脫氮。即存在一些特殊的同時具有異養(yǎng)硝化和好氧反硝化功能的細菌，能夠利用有機碳源或利用有機氮作為碳源和氮源，在好氧條件下通過不同于傳統(tǒng)硝化和反硝化的途徑，實現(xiàn)直接把氨轉化為最終氣態(tài)產物。本論文以國家自然科學基金項目（No.20676078）為背景，系統(tǒng)考察了Providencia rettgeri strain YL的生長條件，通過對Providencia rettgeri strain YL代謝

3、氯化銨過程中中間產物和硝化過程中關鍵酶的研究，初步探索了其脫氮途徑，旨在為探索Providencia rettgeri strain YL脫氮機制打下基礎。主要研究結果如下： 研究了Providencia rettgeri strain YL對不同碳氮源的利用情況，其中在葡萄糖和氯化銨組成的培養(yǎng)基中生長最好。研究了溫度、pH值、搖床轉速和微量元素對Providencia rettgeri strain YL脫氮效果的影響，溫度

4、為30℃、pH值為7.0、搖床轉速為120r/min時具有最佳的脫氮效果，微量元素Mg2+最有利于Providencia rettgeri strain YL的生長和脫氮。 在Providencia rettgeri strain YL代謝氯化銨時，反應體系中檢測到了羥胺、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮以及氮氣。在Providencia rettgeri strain YL代謝氯化銨中途加入NO2--N時，NO2--N濃度會立刻降低，但是N

5、O3--N沒有累積，Providencia rettgeri strain YL可以將NO2--N代謝轉化。在Providencia rettgeri strain YL代謝氯化銨中途加入NO3--N時，NO3--N濃度會立刻降低，并且NO2--N出現(xiàn)累積，Providencia rettgeri strain YL可以將NO3--N代謝轉化。 利用超聲波破碎法對異養(yǎng)脫氮菌Providencia rettgeri strain

6、 YL進行破碎，單因素試驗結果標明：超聲波輸出功率為300W，工作次數越多，工作/間歇4/5秒，菌液OD600在1.50左右時，A280增長率在各自工作條件下最高。正交試驗結果表明最佳工作條件為：菌液OD6001.996，工作次數70次，工作/間歇5/5秒，功率400W。 在對Providencia rettgeri strain YL羥胺氧化酶活性測試時，檢測到羥胺濃度的降低，在酶粗提液中存在羥胺氧化酶。在Providenc

7、ia rettgeri strain YL羥胺氧化酶反應后產物的測試中，反應體系中檢測到亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。在Providencia rettgeri strain YL硝酸還原酶活性性測試時，檢測到硝態(tài)氮濃度的降低，在酶粗提液中存在硝酸還原酶。 根據所有實驗結果，并參考Richardson等的異養(yǎng)硝化細菌脫氮假想途徑，推測Providencia rettgeri strain YL的脫氮途徑可能是：NH4+-N轉化成為NH2O