發(fā)布時間：2020-11-22 10:13

　　 目前，人們對不同地理區(qū)域及氣候條件下的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中的微生物群落結(jié)構(gòu)、組成與動態(tài)，以及其與環(huán)境生物與非生物因子的相關(guān)性認(rèn)識有限，即對沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)基本問題認(rèn)識不夠全面。為此針對上述問題，結(jié)合云南沼氣發(fā)酵應(yīng)用的獨(dú)特地理、氣候優(yōu)勢與特征，以及良好的前期工作基礎(chǔ)，本文采用免培養(yǎng)的微生物分子生態(tài)學(xué)方法與技術(shù)（PCR-DGGE技術(shù)和16S rRNA基因克隆文庫技術(shù)），系統(tǒng)地比較分析了云南熱帶、亞熱帶代表性氣候區(qū)域的農(nóng)村戶用沼氣池中的原核生物群落結(jié)構(gòu)、組成與動態(tài)，并分析了其與環(huán)境生物與非生物因子的相關(guān)性，進(jìn)而探討了影響不同沼氣池中原核生物群落時空動態(tài)的主要因素，以及不同沼氣池中微生物類群存在差異的原因。具體研究內(nèi)容、研究結(jié)果如下： ⑴DGGE初步分析戶用沼氣池原核微生物多樣性：采用DGGE對云南熱帶（景洪）和亞熱帶（建水）的戶用沼氣池活性污泥進(jìn)行了原核微生物多樣性的初步分析，分析結(jié)果顯示：細(xì)菌比古菌具有更豐富的多樣性，同一氣候區(qū)域的沼氣池古菌多樣性差異小于細(xì)菌，亞熱帶（建水）的沼氣池細(xì)菌多樣性差異和古菌多樣性差異均小于熱帶（景洪）；不同氣候區(qū)域的沼氣池細(xì)菌和古菌的多樣性因取樣沼氣池發(fā)酵狀態(tài)、原料、進(jìn)料情況、啟用時間等的不同而呈現(xiàn)不同的聚類情況，細(xì)菌多樣性的差異可能主要與發(fā)酵原料、啟用時間、池溫等因素有關(guān)，而古菌多樣性差異受發(fā)酵參數(shù)影響較小。此外發(fā)酵液中僅COD含量與沼氣池中古菌的多樣性呈負(fù)相關(guān)，其他理化因子對細(xì)菌古菌多樣性影響較小。 ⑵16S rRNA基因克隆文庫技術(shù)分析農(nóng)村戶用沼氣池原核微生物多樣性：采用16S rRNA基因克隆文庫技術(shù)對云南（北）熱帶和（南）亞熱帶代表性沼氣池樣品的細(xì)菌和古菌多樣性進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果表明：兩個氣候區(qū)域的農(nóng)村戶用沼氣池均具有豐富的古菌和細(xì)菌多樣性，且細(xì)菌的多樣性明顯高于古菌；經(jīng)分析統(tǒng)計兩個氣候區(qū)域的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中大部分細(xì)菌均為未培養(yǎng)細(xì)菌，優(yōu)勢細(xì)菌類群是擬桿菌門、綠彎菌門、厚壁菌門和變形菌門；古菌主要的優(yōu)勢類群是甲烷八疊球菌目的鬃毛甲烷菌屬；此外，還檢測到少量未培養(yǎng)的泉古菌門細(xì)菌；沼氣池細(xì)菌和古菌的多樣性因發(fā)酵原料、啟用時間、COD含量等因素的影響而存在差異。 ⑶不同季節(jié)不同發(fā)酵狀態(tài)的戶用沼氣池原核微生物多樣性初步分析：①采用顯微鏡直接計數(shù)法對不同季節(jié)（冬季和夏季）下不同氣候區(qū)域（景洪和建水）不同發(fā)酵狀態(tài)（發(fā)酵正常和不正常）的農(nóng)村戶用沼氣池中的微生物進(jìn)行了計數(shù)和形態(tài)的觀察，結(jié)果顯示：不正常發(fā)酵樣品的微生物數(shù)量明顯多于正常發(fā)酵樣品，夏季樣品的微生物數(shù)量多于冬季樣品；②采用DGGE對其細(xì)菌和古菌的多樣性變化進(jìn)行了初步監(jiān)測和比較，結(jié)果顯示：不同氣候區(qū)域、不同季節(jié)（冬季和夏季）、發(fā)酵正常與不正常的的樣品之間存在一定的差異和聯(lián)系，影響沼氣池是否發(fā)酵正常的可能主要是細(xì)菌，而非古菌。 以上實(shí)驗結(jié)果一方面為云南各代表性區(qū)域高效沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的設(shè)計與建立提供理論指導(dǎo)，另一方面為云南沼氣發(fā)酵相關(guān)微生物資源的收集、保藏、研究與利用奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S216.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 概述
    1.1 選題背景
        1.1.1 沼氣發(fā)酵微生物
        1.1.2 沼氣發(fā)酵微生物研究進(jìn)展
        1.1.3 云南代表性氣候區(qū)域的農(nóng)村戶用沼氣池
    1.2 研究方法
        1.2.1 DGGE
        1.2.2 16S rRNA 基因克隆文庫技術(shù)
    1.3 選題的提出、研究內(nèi)容、目的和意義
        1.3.1 選題的提出
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 技術(shù)路線
第2章 戶用沼氣池樣點(diǎn)及樣品信息
    2.1 樣品采集與保存
        2.1.1 樣品采集
        2.1.2 樣品保存
    2.2 樣點(diǎn)描述
        2.2.1 地理位置
        2.2.2 氣候條件
        2.2.3 周圍植被
    2.3 樣品的基本信息
    2.4 發(fā)酵液理化性質(zhì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 DGGE 初步分析戶用沼氣池原核微生物多樣性
    3.1 材料和方法
        3.1.1 實(shí)驗材料
        3.1.2 實(shí)驗方法
        3.1.3 分析方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 樣品總 DNA 的提取
        3.2.2 16S rRNA 基因 V3 高變區(qū)的擴(kuò)增
        3.2.3 變性梯度凝膠電泳（DGGE）分析
        3.2.4 DGGE 條帶多樣性與理化因子的相關(guān)性分析
    3.3 討論
        3.3.1 DGGE 聚類分析結(jié)果
        3.3.2 DGGE 條帶多樣性與理化因子的相關(guān)性
        3.3.3 克隆文庫代表性樣品確定
        3.3.4 分析方法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 16S rRNA基因克隆文庫技術(shù)分析農(nóng)村戶用沼氣池原核微生物多樣性
    4.1 材料和方法
        4.1.1 實(shí)驗材料
        4.1.2 實(shí)驗方法
        4.1.3 分析方法
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 16S rRNA 基因片段的 PCR 擴(kuò)增、純化
        4.2.2 16S rRNA 基因克隆序列多樣性分析
    4.3 討論
        4.3.1 沼氣池原核微生物多樣性
        4.3.2 分析方法
    4.5 本章小結(jié)
第5章 不同季節(jié)不同發(fā)酵狀態(tài)的戶用沼氣池原核微生物多樣性初步分析
    5.1 樣品中細(xì)菌的顯微鏡直接計數(shù)
        5.1.1 實(shí)驗原理
        5.1.2 材料與方法
        5.1.3 結(jié)果與分析
        5.1.4 討論
    5.2 DGGE 初步分析樣品中的原核微生物多樣性
        5.2.1 實(shí)驗材料與方法
        5.2.2 結(jié)果與分析
        5.2.3 討論
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 崔曉龍,徐麗華,文孟良,李銘剛,李一青,李文均,彭謙,姜成林;未培養(yǎng)微生物資源[J];微生物學(xué)通報;2005年03期

本文編號：2894542