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混合培养对沼泽红假单孢细菌生长和产氢的影响及生态学研究

刘婧  
【摘要】: 氢能由于其可再生、清洁、高效而成为最具发展前景的替代能源。其中生物制氢由于节能、不消耗矿物资源等突出的优点,逐渐引起人们的关注。光合细菌的混合培养能够提高群体的底物和光能利用效率,增加产氢量,成为氢能发展的重要方向。 本文主要研究光合细菌产氢,将不同营养类型和不同性能的菌株组建成高效立体的混合生态群,提高群体的底物和光能利用效率,增加产氢量,将沼泽红假单孢与不同营养类型细菌混合进行能量代谢、生长、产氢、碳源代谢等方面的研究,主要研究内容为:①沼泽红假单培养条件优化研究。②沼泽红假单孢菌与同类细菌混合培养产氢及生态学研究。③沼泽红假单孢菌与厌氧发酵细菌混合培养产氢及生态学研究,同时应用先进的生态学Biolog碳源平板代谢方法,从生长代谢角度更微观的分析纯沼泽红假单孢和混合细菌生长差异。研究结果表明:①R. palustris菌在pH约为6.5~7.0,光强为5000~6000Lx,温度30~35℃,以及厌氧光照的条件下生长和产氢结果最好;细胞促进因子丙酮酸钠和过氧化氢酶对细菌生长有明显作用。②细菌能够通过群体感应系统进行信息交流,出现运动和聚集迹象,利用近自然纯培养法培养出的部分菌落存在凹陷现象。③Biolog碳源代谢对沼泽红假单孢进行了鉴定和碳源代谢,与混合菌进行代谢变化的对比。④沼泽红假单孢与类球红细菌的混合培养,代谢最佳模式为厌氧光照,前24h有一定的相互竞争和抑制作用;沼泽红假单孢与产气肠杆菌混合培养,产氢量最高达到128mL,厌氧发酵细菌对光合细菌的产氢有很大的支持作用。⑤细胞促进因子对细菌的生长有一定促进作用,丙酮酸钠0.2%时对于混合菌的生长影响最大,信号物质影响最小。⑥BiologGN板碳源代谢叠加对照,R. palustris和R. sphaeroide混合后有6种碳源不能被利用,有阻遏作用发生,而这几种碳源在培养纯R. sphaeroide时可以被80%利用;R. palustris和E. aerogenes混合培养能够利用3种在纯培养时不能被利用的碳源,代谢途径发生改变。由此从生态学角度证实,厌氧发酵细菌对紫色非硫细菌的生长有很大的促进和支持作用。混合培养对碳源的有效利用在处理有机废水方面提供了一定的理论依据。


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