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膜生物反应器中微生物种群结构多样性研究

张斌  
【摘要】: 本研究针对膜生物反应器(MBR)污水处理工艺的特点,利用PCR-DGGE等分子生物学方法,研究了小试膜生物反应器中微生物种群结构。在此基础上,对比了处理不同水质的MBR中微生物种群结构的区别。 通过细胞裂解直接提取其中的基因组DNA,以细菌16S rRNA引物进行V3高变异区域PCR扩增,再将PCR产物进行变性梯度凝胶电泳分离,获得表征污泥中微生物群落特征的DNA指纹图谱。 研究结果表明,采用化学裂解——酚\氯仿\异戊醇抽提——试剂盒纯化的方法可以得到较为完整和纯度较高的基因组DNA。 污泥中群落结构在接种后4-5天内就会发生很大的改变。在试验过程中,有些种群一直保持着较为稳定的优势地位,也有原始种群的消亡和次级种群的强化和演变。UPGMA聚类分析将DGGE图谱自动区分为三个不同的时期,从而说明污泥内种群结构变化随着处理工艺运行在不同的时期而呈现出一定的规律性。 针对氨氧化菌采用Nested PCR-DGGE技术,氨氧化菌中的某些种属作为顶级优势种属存在于反应器运行的各个时期,与总细菌区相比,氨氧化菌群结构的调整过程较为缓慢。 不同的膜生物反应器中既存在着共同的微生物种属也有各自特异的种属。相同的微生物种群在不同的反应器中的优势地位不同,各自特有的微生物群落则是由于水质的不同经过长期演替而来。 不同的MBR中,顶级优势地位的氨氧化菌有着相同的种属。说明在MBR中对氨氮降解起主要作用的细菌群落属性是相同的。进水水质对于氨氧化菌的生长有着较大的影响。


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