SHARON生物膜中微生物多樣性的研究.pdf

1、隨著環(huán)境科學的發(fā)展，對環(huán)境微生物群落的分析也越來越重要。近年來發(fā)展起來的分子生態(tài)學技術(shù)可以較好的解決傳統(tǒng)方法的缺陷。本研究利用分子生態(tài)學技術(shù)分析了SHARON生物膜中的微生物群落的多樣性隨時間、溶解氧和水力停留時間的不同而有所變化以及部分微生物的系統(tǒng)進化關(guān)系。通過實驗得到的主要研究結(jié)論如下： 通過三種總DNA提取方法的對比，得出一種操作比較簡單、且無需購買其它專用儀器設(shè)備的化學方法；并用此方法提取了SHARON生物膜各階段的樣

2、品的總DNA，所得總DNA能夠滿足環(huán)境微生物群落分析的要求。 根據(jù)PCR的原理和特點，探討得出了適合本實驗樣品的PCR反應(yīng)體系和反應(yīng)程序；運用此條件對SHARON生物膜個階段樣品進行了PCR擴增，所有樣品90％以上都得到了220bp左右的特定DNA片段，此結(jié)構(gòu)能夠滿足DGGE分離的條件；同時實驗中必須要注意PCR擴增的污染問題，因為此問題將影響PCR擴增的結(jié)果。 利用DGGE分離技術(shù)，對PCR擴增得到的各樣品的特定D

3、NA片段進行了分離，對PCR擴增得到的各樣品的特定DNA片段進行了分離，在生物膜啟動期時的樣品中可以分離出二十條以上的單一條帶；在生物膜穩(wěn)定初期時的樣品由于溶解氧和水力停留時間分別控制在0.5mg/1和1.2h以下，所以每個樣品分離出十條以下的單一條帶；在生物膜穩(wěn)定期，發(fā)現(xiàn)每個樣品分離出了三十條左右的單一條帶；初步得出了生物膜中微生物群落的生物多樣性和微生物的大致數(shù)量比例關(guān)系；通過對生物膜不同時間的微生物群落的變化情況初步分析了外界條件

4、對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。 對DGGE分離的部分單一DNA條帶進行了測序，利用Blast軟件對測序結(jié)果在GenBank數(shù)據(jù)庫中進行了同源性對比，所得結(jié)果表明生物膜在啟動時期主導菌為硝化菌(Nitrospira)、亞硝化菌(Nitrosospira和Nitrosomonas)以及少量的異氧菌等；在生物膜穩(wěn)定初期由于生物膜處于低溶解氧階段，其測序的結(jié)果表明此階段主要是厭氧氨氧化菌(例如：Kueneniastuttgartiensis

5、)和少量亞硝化菌(Nitrosospira)等；穩(wěn)定期階段80％-90％的硝化菌被洗掉，其大部分為亞硝化菌(Nitrosospira和Nitrosomonas)還有少量的異氧菌和厭氧氨氧化菌；本研究還利用BioEdit軟件對生物膜個階段測序條帶進行了進化系統(tǒng)分析，畫出了系統(tǒng)發(fā)育樹，得到了他們之間的進化關(guān)系。 通過本實驗對生物膜種群的分析得出，溶解氧和水力停留時間是控制SHARON反應(yīng)器的關(guān)鍵因素，其最佳控制條件為溶解氧控制在0