不同電子受體厭氧氨氧化反應的功能微生物分析.pdf

1、隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，氮污染問題日益加劇，已經(jīng)引起全世界環(huán)境工作者們的關注。厭氧氨氧化反應（Anammox）的提出使得人們對自然界中氮素循環(huán)理念有了新的認知。該反應是厭氧氨氧化細菌(Anaerobic ammonium oxidizingbacteria)在厭氧條件下以羥胺(NH2OH)和肼(N2H4)為中間產(chǎn)物，以NH4+為電子供體，NO2-為電子受體，將NH4+和NO2-轉(zhuǎn)變?yōu)镹2的過程。隨著研究的深入，研究者們發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化細菌除

2、了亞硝酸鹽外，還可以利用鐵鹽，碳酸氫鹽等其它物質(zhì)作為電子受體氧化氨。為了進一步探究不同電子受體的厭氧氨氧化反應器的機理，本論文利用變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)、16S rDNA宏測序和熒光實時定量PCR(qPCR)等生物學手段，對亞硝酸鹽、鐵鹽和碳酸氫鹽為電子受體的Anammox反應器的功能微生物進行了對比研究，得到了以下結(jié)論:
　　(1)采用GC-F341/R518通用引物對PCR-DGGE的主要參數(shù)進行了一系列優(yōu)化，結(jié)

3、果說明Anammox污泥PCR-DGGE分析的最佳退火溫度是64℃;最佳變性劑濃度為45％至65％;最佳上樣量為5μL至7μL;聚丙烯酰胺凝膠最佳濃度為8％; DGGE分析最佳電壓/時間為80V/16h。PCR-DGGE的指紋圖譜及切膠測序結(jié)果表明，Amx（亞硝酸鹽型Anammox）和Fmx（鐵鹽型Feammox）反應器中微生物物種含量豐富，多樣性差異顯著。
　　(2)采用illumina miseq測序平臺進行16S rDNA宏

4、測序結(jié)果分析表明，三種電子受體反應器中最優(yōu)勢菌種都是綠彎菌門（Chloroflexi）的unclassified_Chloroflexi屬細菌。Amx、Fmx和Hmx（碳酸氫鹽型Anammox）反應器內(nèi)Planctomycetes的含量分別是21.31％、16.22％和1.65％。檢測到的Anammox菌有Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia兩個屬。檢測到的NOB（亞硝酸鹽氧化菌）只在Fmx反應

5、器中得到較好富集，含量達3.38％，AOB（氨氧化細菌）和DB（反硝化細菌）在三個反應器中的含量都不高。由此推測Amx反應器中主要發(fā)生的反應是Anammox反應，F(xiàn)mx反應器中主要發(fā)生的反應是Anammox和氧化亞硝酸鹽反應，Hmx反應器中未能發(fā)生Anammox反應。
　　(3)利用qPCR分析結(jié)果表明，三個反應器中Anammox菌含量最高的是Amx反應器，并且Amx反應器中的Anammox菌是該反應器中含量最高的功能細菌。Fmx

6、反應器中含量較高的功能細菌是Anammox和NOB細菌。Hmx反應器與Amx相比，Anammox菌含量降低，硝化和反硝化細菌含量升高。由此可以推測Amx反應器中發(fā)生的主要反應是Anammox反應;Fmx反應器中發(fā)生的主要反應是亞硝酸鹽氧化反應和Anammox反應;Hmx反應器內(nèi)發(fā)生的主要反應不是Anammox反應，而是硝化反應和反硝化反應。
　　(4)根據(jù)上述不同電子受體Anammox反應器微生物豐度的分析可以推測，鐵鹽可以作為鐵