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《沈阳大学》 2017年
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畜禽粪便无害化处理中土霉素高效降解菌的筛选及其对微生物多样性的影响

于浩  
【摘要】:随着禽畜养殖业的快速发展,养殖过程中只有一部分土霉素被利用,绝大部分都会随着畜禽排泄物排出体外,进入环境中,对人类的健康构成严重威胁。目前生物降解因其具有资源丰富、降解能力强、成本低、无二次污染等优点,成为了国内外研究去除抗生素残留的热点之一。本论文采用富集、初筛、复筛、纯化等方法从受土霉素污染的样品中获得降解菌株,并应用通过快速检测试剂盒进行降解条件优化,通过形态观察以及16S rDNA基因序列分析对降解菌株进行分子鉴定,并采用Biolog-ECO板对畜禽粪便无害化处理过程中微生物功能多样性进行研究,得到的结果如下:(1)通过富集培养、纯化、复筛获到2株土霉素高效降解菌株YH1、YH2。利用16S rDNA-PCR扩增,分别对两株菌株进行鉴定,扩增片段分别为1323bp和1540bp,通过BLAST序列比对,确定菌株YH1为短波单孢菌属(Brevundimonas sp.),YH2为类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.),同源性均达到99%。(2)YH1菌株的最适培养和降解条件为:温度30℃、pH6.0,土霉素浓度300mg/L,装液量80m L,培养后的菌株能在72h内对浓度为300mg/L的土霉素降解率为67.71%,在加入2g/L可溶性淀粉,麦芽糖更显著提高土霉素降解率分别为72.99%、70.34%,而添加1g/L的Fe~(3+)和Cu~(2+)时也可提高菌株对土霉素的降解率分别为72.21%、66.56%,相反Cd~(2+)、Mn~(2+)可明显抑制YH1菌株对土霉素的降解率。YH2菌株的最适培养和降解条件为:温度30℃、pH7.0,土霉素浓度300mg/L,装液量80m L,培养后的菌株能在72h内对浓度为300mg/L的土霉素降解率为69.54%,其中加入2g/L葡萄糖和酵母浸液更显著提高土霉素降解率分别为70.22%、71.04%,添加1g/L的Cd~(2+)、Cu~(2+)时可提高菌株对土霉素的降解率分别为70.83%、70.88%,而加入Cd~(2+)、Pb~(2+)可明显抑制YH2菌株的生长及其对土霉素的降解能力。(3)单一、复配菌株处理后的畜禽粪便中土霉素的降解情况研究。结果表明:在流动相为乙腈:磷酸二氢钾(0.05mo L/L)=16:84(V/V),HPLC检测单一、复配处理后畜禽粪便中土霉素的降解情况良好,添加YH1、YH2、1:1复配、1:2复配、2:1复配处理后的降解率分别为71.3%、69.2%、71%、72.4%、73.5%。(4)基于Biolog-ECO板对单一、复配处理的畜禽粪便进行功能多样性的分析。结果表明:随着处理天数的变化,畜禽粪便中微生物功能多样性存着着明显的差异。不同处理后样品其AWCD值在整个培养过程中有比较明显的差异,也表现为不同培养时间,对六类碳源利用率呈现明显的差异。不同处理后微生物对碳源利用种类不同,表现为多聚物的利用率最高,而酚酸类化合物明显利用率最低,在培养15d时,各类碳源利用率均有所提升,其中添加YH1菌株变化最明显,依次为1:2复配、2:1复配、1:1复配、添加YH2菌株。采用主成分分析方法,结果表明:菌株单一、复配处理畜禽粪便后,处理后的样品中微生物对六类碳源的利用度呈现差异明显,表现为酚酸类化合物的利用度最低,独立成为一个组,碳水化合物的利用度其次,在1:1复配处理的情况下,表现为两种主成分。
【学位授予单位】:沈阳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X713;X172

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